Java-MySQL

1.什么是MySQL

MySQL是一种关系型数据库，在Java企业级开发中非常常用，开源免费并且方便扩展。

2.存储引擎

MyISAM和InnoDB(事务性数据库引擎)

MyISAM是MySQL的默认数据库引擎（5.5版之前）。虽然性能极佳，而且提供了大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数等，但MyISAM不支持事务和行级锁，而且最大的缺陷就是崩溃后无法安全修复。5.5之后，引入了InnoDB（事务性数据库引擎）

两者的对比：

• 是否支持行级锁：MyISAM只有表级锁，而InnoDB支持行级锁和表级锁，默认为行级锁
• 是否支持事务和崩溃后的安全恢复：MyISAM强调的是性能，每次查询都具有原子性，其执行速度比InnoDB类型更快，但是不提供事务支持。InnoDB提供事务支持事务，外部键等高级数据库功能。具有事务、回滚、和崩溃修复能力的事务安全型表。
• 是否支持MVCC：仅InnoDB支持，应对高并发事务，MVCC比加锁更高效。

3.索引

索引是一只数据结构。排序和查找快

MySQL索引使用的数据结构主要有BTree索引和哈希索引。对于哈希索引来说，底层的数据结构就是哈希表，因此在绝大多数需求为单条记录查询的时候，可以选择哈希索引，查询性能最快；其余大部分场景，建议选择BTree索引。

聚集索引和非聚集索引

• 聚集索引：主键索引，物理上持续的一段时间，插入慢，更新代价高，适合排序
• 非聚集索引：主键之外的索引，逻辑上的连续，单表最大249个

使用聚集索引为什么查询速度快

物理空间上持续，确保后续的索引值在物理上相邻

索引的建立

需要建索引：

• 主键
• 频繁访问的字段
• 外键
• 查询后用来Order By的字段
• 查询中分组的字段

不需要建索引：

• 表记录太少
• 频繁更新的字段
• where条件用不到的字段
• 重复的数据

索引失效：

• 索引能间断
• 索引列作任何操作，导致全表扫描
• 字符串不加单引号
• 使用OR
• 范围后全失效
• ！=索引失效
• is null 、is not null
• group by / order by顺序不对

4.事务

事务是逻辑上的一组操作，要么都执行，要么都不执行。

4.1.事务的四大特性（ACID）

1. 原子性（Atomicity）：事务最小的执行单位，不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用；
2. 一致性（Consistency）：执行事务前后，数据保持一致，多个事务对同一个数据读取的结果是相同的；
3. 隔离性（Isolation）：并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他事务所干扰，各并发事务之间数据库是独立的。
4. 持久性（Durablity）：一个事务被提交之后。它对数据库的改变是持久的，即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

4.2.数据库范式

• 一范式：保证每一列的原子性 （不存在合并单元格）
• 二范式：非主键列不存在对主键的部分依赖（每张表只说一件事）
• 三范式：消除传递依赖

4.3.并发事务处理的问题

1. 更新丢失（一致性）：多个事务修改同一行数据，导致先更新的结果，被后更新的结果覆盖
2. 脏读：读到了修改但是没有提交的数据
3. 不可重复读：在一个事务中，读到了修改后的事务
4. 幻读：在一个事务中，读到了刚刚新增的数据。

4.4.事务的隔离级别

• READ-UNCOMMITTED（读取未提交）：最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读。
• READ-COMMITTED（读取已提交）：允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生。
• REPEATABLE-READ（可重复读）：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改的，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生。
• SERIALIZABLE（可串行化）：最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务间就完全不可能产生干扰。也就是说可以防止脏读、不可重复读、以及幻读。

 MySQL InnoDB存储引擎的默认支持的隔离级别是REPEATABLE-READ（可重复读）

4.5.事务的传播行为

5.InnoDB 锁

5.1行级锁

• 开销大，加锁慢；并发高，支持事务
• A线程没有提交之前B阻塞
• 可重复读
• AB线程修改不同行时，互不干扰
• 建立索引但是索引失效会导致行锁变表锁

5.2 间隙锁

        当使用范围查询，而不是精准查询的时候，InnoDB会给符合索引的已有数据和不存在数据加锁，如果此时添加符合该索引的锁时，该线程也会被阻塞。

5.3 查看锁状态

        show status like ' innodb_row_lock%'

5.4 死锁的必要条件

1. 互斥：一个资源在一个时间只能被一个占有。
2. 占有且等待：一个线程占有一个资源时，等待另一个资源。
3. 不可抢占：当一个资源被占用的时候，其他线程不能占用
4. 循环等待：线程1持有A等待B，线程2持有B等待A

5.5 InnoDB存储引擎的锁的算法有三种

• Record lock: 单个行记录上的锁
• Gap lock ：间隙锁，锁定一个范围，不包括记录本身
• Next-key lock ： record+gap 锁定一个范围，包含记录本身。

6.主从复制

6.1 原理

1. 主机的数据库更新时间被写到binlog文件中
2. 从机拷贝主机的二进制文件
3. 重新执行二进制文件

6.2 复制分类

（1）异步复制（默认）

主机只管写，不管从机是否读； 如果主机宕机，可能出现数据丢失

（2）半同步复制

主机写后，等待从机反馈写入成功；如果等待超时，转为异步复制，当从机反馈写入成功后，重新转为同步写入。