本文围绕数据库展开，介绍了索引的作用、分类、创建及查看删除方法，强调其能加快查询速率、保证数据唯一性等；阐述了事务的概念、ACID特点及控制方法，以确保数据一致性；还分析了MyISAM和InnoDB两种存储引擎的特点、适用场景及修改方法。
MySQL索引、事务与存储引擎
索引
数据库索引
- 是一个排序的列表，存储着索引值和这个值所对应的物理地址
- 无需对整个表进行扫描，通过物理地址就可以找到所需数据
- 是表中一列或者若干列值排序的方法
- 需要额外的磁盘空间
索引的作用
- 数据库利用各种快速定位技术，能够大大加快查询速率
- 当表很大或查询涉及到多个表时，可以成千上万倍地提高查询速度
- 可以降低数据库的IO成本，并且还可以降低数据库的排序成本
- 通过创建唯一性索引保证数据表数据的唯一性
- 可以加快表与表之间的连接
- 在使用分组和排序时，可大大减少分组和排序时间
索引的分类
- 普通索引
- 唯一索引
- 主键索引
- 组合索引
- 全文索引
索引创建的方法
- 直接创建索引
- 修改表结构方式添加索引
- 创建表结构时创建索引
普通索引
最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制
创建表时创建
mysql> create database info;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
mysql> use info;
Database changed
mysql> create table info(id int(2), name varchar(10),index id_index(id));
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql> show index in info;
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| info | 1 | id_index | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
1 row in set (0.00 sec)
直接创建
mysql> create index index_name on info(name);
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> show index in info;
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| info | 1 | id_index | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
| info | 1 | index_name | 1 | name | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
2 rows in set (0.01 sec)
修改表结构方式创建
mysql> alter table info add index index_id(id);
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 1
mysql> show index in info;
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| info | 1 | id_index | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
| info | 1 | index_name | 1 | name | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
| info | 1 | index_id | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
唯一性索引
- 与“普通索引”基本相同
- 与普通索引的区别是索引列的所有值只能出现一次，即必须唯一
- 创建唯一索引的方式
1.直接创建
mysq1>CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column) ;
2.修改表时添加
mysql>ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE index_name (column) ;
3.创建表时添加
CREATE TABLE table (
‘id’ int(11) NOT NULL AUTO_ INCREMENT ，‘title’ char (255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci
NOT NULL，content’ text CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL ,
time’int(10) NULL
DEFAULT NULL，PRIMARY KEY ( id )，UNIQUE indexName (title)) ;
主键索引
- 是一种特殊的唯一索引，指定为“primary key”
- 一个表只能有一个主键，不允许有空值
- 一般是在建表的时候同时创建主键索引
- 创建主键索引的方式
1.修改表时添加
mysql> create table qwe(id int(2) not null primary key, name char(32), score char(3));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> show index in qwe;
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| qwe | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
1 row in set (0.00 sec)
修改表时创建
mysql> create table asd (id int(2) not null, name char(32) not null, score char(3));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> alter table asd add primary key(id);
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> show index in asd;
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| asd | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
1 row in set (0.00 sec)
组合索引（单列索引与多列索引）
- 可以是单列上创建的索引，也可以是在与多列上创建的索引
- 最左原则，从左往右依次执行
- 创建组合索引的方式
create table zxc(id int(2) not null, name char(32), score char(3), index zuhe(id,name,score));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> show index in zxc;
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| zxc | 1 | zuhe | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
| zxc | 1 | zuhe | 2 | name | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
| zxc | 1 | zuhe | 3 | score | A | 0 | NULL | NULL | YES | BTREE | | |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
全文索引
创建表时创建全文索引
create table zzz(id int(2) not null primary key, name char(32),score char(3), fulltext (name));
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
mysql> show index in zzz;
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| zzz | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
| zzz | 1 | name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
2 rows in set (0.01 sec)
在已存在的表上创建全文索引
mysql> create fulltext index index_name on zzz(name);
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> show index in zzz;
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| zzz | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
| zzz | 1 | name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
| zzz | 1 | index_name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
+-------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
通过SQL语句alter table创建全文索引
mysql> alter table zzz add fulltext index index_score(score);
Query OK, 0 rows affected (0.87 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> show index in zzz;
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| zzz | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
| zzz | 1 | name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
| zzz | 1 | index_name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
| zzz | 1 | index_score | 1 | score | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
4 rows in set (0.00 sec)
创建索引的原则依据
- 表的主键，外键（约束表的一致性）必须有索引
- 记录数超过300行的表应该有索引
- 经常与其他表进行连接的表，在连接字段上应该建立索引
- 唯一性太差的字段（如性别，年龄）不适合建立索引
- 更新太频繁地字段不适合创建索引
- 经常出现在where子句中的字段，特别是大表的字段，应该建立索引
- 索引应该建在选择性高的字段上
- 索引应该建在小字段上，对于大的的文本字段甚至超长字段，不要建索引
查看索引的方法
show index in zzz\G; # \G：竖着显示
查看索引的示例
mysql> show index in zzz;
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| zzz | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
| zzz | 1 | name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
| zzz | 1 | index_name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
| zzz | 1 | index_score | 1 | score | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
4 rows in set (0.00 sec)
删除索引的方法
mysql> drop index index_name on zzz;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> show index in zzz;
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| zzz | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 0 | NULL | NULL | | BTREE | | |
| zzz | 1 | name | 1 | name | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
| zzz | 1 | index_score | 1 | score | NULL | 0 | NULL | NULL | YES | FULLTEXT | | |
+-------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
事务介绍
事务的概念
- 是一种机制、一个操作序列，包含了一-组数据库操作命令，并且把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这一组数据库命令要么都执行， 要么都不执行
- 是一个不可分割的工作逻辑单元，在数据库系统.上执行并发操作时，事务是最小的控制单元
- 适用于多用户同时操作的数据库系统的场景，如银行、保险公司及证券交易系统等等
- 通过事务的整体性以保证数据的一致性
数据不一致产生的结果
- 脏读(读取未提交数据)
- 不可重复读(前后多次读取，数据内容不一致)
- 幻读(前后多次读取，数据总量不一致)
数据库设计三大范式
- 第一范式：
- 如果数据表中的所有字段值都是不可分解的原子值，就说明该数据库满足了第一范式
- 第二范式：
- 在第一范式的基础上的。需要确保数据库表中的每一列都和主键有关，而不是只与主键的某一部分相关（主要针对联合主键而言）。也就是说在一个数据表中，一个表中只能保存一种数据，不可以把多种数据保存在同一张数据库表中
- 第三范式：
- 确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关
事务的ACID特点
- 原子性（Atomicity）
- 事务是一个完整的操作，事务的各元素是不可分的
- 事务中的所有元素必须作为一个整体提交或回滚（回到事务开始前状态)
- 如果事务中的任何元素失败，则整个事务将失败
- 一致性（Consistency）
- 当事务完成时，数据必须处于一致状态
- 在事务开始前，数据库中存储的数据处于一致状态
- 在正在进行的事务中，数据可能处于不一致的状态
- 当事务成功完成时，数据必须再次回到已知的一致状态
- 隔离性（Isolation）
- 对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的，表明事务必须是独立的，它不应以任何方式依赖于或影响其他事务
- 修改数据的事务可在另一个使用相同数据的事务开始之前访问这些数据，或者在另一个使用相同数据的事务结束之后访问这些数据
- 持久性 (Durability)
- 指不管系统是否发生故障，事务处理的结果都是永久的
- 一旦事务被提交，事务的效果会被永久地保留在数据库中
事务控制语句
MySQL事务默认是自动提交的，当SQL语句提交时事务便自动提交。
事务控制语句：
- begin 事务的开始
- commit 提交
- rollback 回滚
- savepoint 存档点名称 存档点
- release savepoint 存档点名称 删除存档点
- rollback to 存档点名称 回滚到某个存档点
- set transaction 设置事务
事务控制方法
- 手动对事务进行控制的方法
- 事务处理命令控制事务
- begin: 开始一个事务
- commit: 提交一个事务
- rollback: 回滚一个事务
- 使用set命令进行控制
- set autocommit=0: 禁止自动提交（可选提交/不提交，没有commit提交，手动，可指定多条语句一个事务，不自动提交，需自己打commit提交）
- set autocommit=1: 开启自动提交（默认自动打commit提交，每条语句都是一个事务，且自动提交）
事务操作
创建的数据表存储引擎必须是innodb（5.7版本默认就是innodb），才支持事务
只能向前回滚，无法向后回滚
三种情况事务开始：
mysql> set autocommit=0；# 禁止自动提交
mysql> begin；#开始一个事务
mysql> start transaction；
三种情况事务结束：
mysql> commit； # 提交一个事务
mysql> set autocommit=1； # 开启自动提交
mysql> rollback；# 回滚一个事务
存储引擎
存储引擎概念
-
MySQL中的数据用各种不同的技术存储在文件中，每一种技术都使用不同的存储机制、索引技巧、锁定水平并最终提供不同的功能和能力，这些不同的技术以及配套的功能在MySQL中称为存储引擎
-
存储引擎是MySQL将数据存储在文件系统中的存储方式或者存储格式
-
MySQL常用的存储引擎:
- MyISAM
- InnoDB
-
MySQL数据库中的组件，负责执行实际的数据I/O（输入/输出）操作
-
MySQL系统中，存储引擎处于文件系统之上，在数据保存到数据文件之前会传输到存储引擎，之后按照各个存储引擎的存储格式进行存储
MyISAM的介绍
-
MyISAM不支持事务，也不支持外键
-
访问速度快
-
对事务完整性没有要求
-
MyISAM在磁盘上存储成三个文件:
.frm 文件存储表定义
数据文件的扩展名为 .MYD (MYData)
索引文件的扩展名是 .MYI (MYIndex) -
表级锁定形式，数据在更新时锁定整个表
-
数据库在读写过程中相互阻塞(不能同时进行)
会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取
也会在数据读取的过程中阻塞用户的数据写入 -
数据单独写入或读取，速度过程较快且占用资源相对少
-
MyIAM支持的存储格式:
- 静态表
- 动态表
- 压缩表
解析MyIAM支持的存储格式
-
静态表是默认的存储格式。静态表中的字段都是非可变字段，这样每个记录都是固定长度的，这种存储方式的优点是存储非常迅速，容易缓存，出现故障容易恢复;缺点是占用的空间通常比动态表多。静态表在数据存储时会根据列定义的宽度定义补足空格，但是在访问的时候并不会得到这些空格，这些空榕在返回给应用之前已经去掉。同时需要注意:在某些情况下可能需要返回字段后的空格，而使用这种格式时后面的空格会被自动处理掉。
-
动态表包含可变字段，记录不是固定长度的，这样存储的优点是占用空间较少，但是频繁的更新、删除记录会产生碎片，需要定期执行OPTIMIZE TABLE 语句或myisamchk -r命令来改善性能，并且出现故障的时候恢复相对比较困难。
-
压缩表由myisamchk 工具创建，占据非常小的空间，因为每条记录都是被单独压缩的，所以只有非常小的访问开支。
MyISAM适用的生产场景举例
- 公司业务不需要事务的支持
- 单方面读取或写入数据比较多的业务
- MyISAM存储引擎数据读写都比较频繁场景不适合
- 使用读写并发访问相对较低的业务
- 数据修改相对较少的业务
- 对数据业务一致性要求不是非常高的业务
- 服务器硬件资源相对比较差
InnoDB特点介绍
- 支持4个事务隔离级别
- 行级锁定，但是全表扫描仍然会是表级锁定
- 读写阻塞与事务隔离级别相关
- 能非常高效的缓存索引和数据
- 表与主键以簇的方式存储
- 支持分区、表空间，类似oracle数据库
- 支持外键约束，5.5前不支持全文索引，5.5后支持全文索引
- 对硬件资源要求还是比较高的场合
解析分区，表空间
-
分区
- 就是把一张表的数据分成N个区块，在逻辑上看最终只是一张表，但底层是由N个物理区块组成
的
- 就是把一张表的数据分成N个区块，在逻辑上看最终只是一张表，但底层是由N个物理区块组成
-
分表
- 就是把一张表按一定的规则分解成N个具有独立存储空间的实体表。系统读写时需要根据定义
好的规则得到对应的字表明，然后操作它。
- 就是把一张表按一定的规则分解成N个具有独立存储空间的实体表。系统读写时需要根据定义
-
分库
- 一旦分表，一个库中的表会越来越多
-
表空间是数据库的逻辑划分，一个表空间只能属于一个数据库。所有的数据库对象都存放在指
定的表空间中。但主要存放的是表，所以称作表空间。 -
一个数据库可以包含多个表空间，一个表空间只能属于一个数据库
-
一个表空间包含多个数据文件，一个数据文件只能属于一个表空间
InnoDB适用生产场景分析
- 业务需要事务的支持
- 行级锁定对高并发有很好的适应能力，但需确保查询是通过索引来完成
- 业务数据更新较为频繁的场景
- 如:论坛，微博等
- 业务数据一致性要求较高
- 如:银行业务
- 硬件设备内存较大，利用Innodb较好的缓存能力来提高内存利用率，减少磁盘IO的压力
企业选择存储引擎依据
- 需要考虑每个存储引擎提供的核心功能及应用场景
- 支持的字段和数据类型
- 所有引擎都支持通用的数据类型
- 但不是所有的引擎都支持其它的字段类型，如二进制对象
- 锁定类型:不同的存储引擎支持不同级别的锁定
- 表锁定
- 行锁定
- 索引的支持
- 建立索引在搜索和恢复数据库中的数据时能显著提高性能
- 不同的存储弓|擎提供不同的制作索引的技术
- 有些存储弓|擎根本不支持索引
- 事务处理的支持
- 提高在向表中更新和插入信息期间的可靠性
- 可根据企业业务是否要支持事务选择存储引擎
修改存储引擎
mysql> show engines;
-
方法1: alter table修改
alter table table_ name engine=引擎; -
方法2:
修改my.cnf,指定默认存储引擎并重启服务
default- storage-engine=InnoDB -
方法3: create table创建表时指定存储引擎
create table表名
(字段) engine=引擎
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