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QiShunwang

“诚信为本、客户至上”

MySQL索引、事务、存储引擎

2020/12/28 12:28:56   来源:

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  • 一、索引介绍
    • 1.1 数据库索引
    • 1.2 索引的作用
    • 1.3 创建索引的原则依据
    • 1.4 查看索引的方法
    • 1.5 删除索引的方法
    • 1.6 索引的创建方法
    • 1.7 索引的分类及创建
      • 1)、普通索引
        • 普通索引的创建
      • 2)、唯一索引
        • 唯一索引的创建
      • 3)、主键索引
        • 主键索引的创建
      • 4)、组合索引(单列索引与多列索引)
        • 组合索引的创建
      • 5)、全文索引
        • 全文索引的创建
  • 二、事务介绍
    • 2.1 事务概述
      • 2.11 读取数据不一致产生的结果
        • 2.111 脏读(读取未提交数据)
        • 2.112 不可重复读(前后多次读取,数据内容不一致)
        • 2.113 幻读(前后多次读取,数据总量不一致)
    • 2.2 事务的ACID特点
      • 2.21 原子性(Atomicity)
      • 2.22 一致性(Consistency)
      • 2.23 隔离性(Isolation)
      • 2.24 持久性
    • 2.3 事务控制语句
    • 2.4 事务控制方法
    • 2.5 事务的操作
  • 三、存储引擎
    • 3.1 存储引擎概述
    • 3.2 MyISAM的介绍
      • 3.21 MyISAM适用的生产场景举例
    • 3.3 InnoDB特点介绍
      • 3.31 InnoDB适用的生产场景分析
    • 3.4 企业选择存储引擎依据
    • 3.5 修改存储引擎

一、索引介绍

1.1 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
  • 无须对整个表进行扫描,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

1.2 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

1.3 创建索引的原则依据

  • 表的主键、外键必须有索引
  • 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,对于大的文本字段甚至超长字段,不要建索引

1.4 查看索引的方法

语法:

show index from table_name;    #table_name:某个表
show keys from table_name;

示例:

mysql> show index from player;      #查看player表索引
mysql> show keys from player;       #查看player表索引

1.5 删除索引的方法

语法:

drop index index_name on table_name;    #index_name:索引名;table_name:某个表
alter table table_name drop index index_name;

示例:

mysql> drop index putong on chengji;      #删除chengji表里的putong索引
mysq> alter table mapping drop index gameid;

1.6 索引的创建方法

三种方法:

  • 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

1.7 索引的分类及创建

1)、普通索引

  • 最基本的索引类型,没有唯一性之类的限制

注:No_unique为1,不是唯一性索引

普通索引的创建

方式一:直接创建

mysql> use aaa;    #选择库
mysql> show tables;    #查看库里有哪些表
mysql> desc cj;    #查看cj表
mysql> create index putong on cj(id);   #cj表id列直接创建索引putong
mysql> show index from cj;   #查看cj表索引

在这里插入图片描述

方式二:修改表时添加

mysql> alter table cj add index putong2(name);   #cj表name字段内加入putong2索引
mysql> show index from cj;   #查看cj表索引

在这里插入图片描述

方式三:创表时添加

mysql> create table stu(num int(6) not null primary key, name varchar(64) not null, nianling int(6) not null, index putong3(num));      #创建stu表,num字段添加putong3索引
mysql> show index from stu;     #查看stu表索引

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2)、唯一索引

  • 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

注:No_unique为0

唯一索引的创建

方式一:直接创建

mysql> select * from stu;    #查看stu表所有数据
mysql> create unique index one on stu(name);   #报错,不给创建name列唯一索引one,因为name列值不唯一
mysql> create unique index one on stu(nianliang);   #报错,不给创建nianling列唯一索引one,因为nianling列值不唯一
mysql> create unique index one on stu(num);   #成功创建num列唯一索引one,因为num列值唯一
mysql> show index from stu;     #查看stu表索引

在这里插入图片描述

方式二:修改表时添加

mysql> alter table stu add unique two(num);   #stu表内num列添加唯一性索引two
mysql> show index from stu;     #查看stu表索引

在这里插入图片描述

方式三:创表时添加

mysql> create table book(id int(6),book_name varchar(64),sta int(1),unique id(id));  #创建book表内id列唯一性索引id
mysql> show index from book;    #查看book表索引

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3)、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

注:属于唯一性索引的一种

主键索引的创建

方式一:修改表时添加

mysql> select * from stu;     #查看stu表所有数据
mysql> desc stu;    #查看stu表
mysql> insert into stu(name,num) values('liming',18);   #添加数据报错,num为空,未添加数据
mysql> desc book;   #查看book表
mysql> select * from book;    #清除book表数据,为清除所有数据,或者把空值的地方添加进数据
mysql> alter table book add primary key(id);    #添加id为book主键
mysql> desc book;

加粗样式

方式二:创表时添加

mysql> create table qwe(id int(2) not null primary key, name char(32), score char(3));  #创建时直接设置主键primary key,要加not null不为空
mysql> desc qwe;     

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4)、组合索引(单列索引与多列索引)

  • 可以是单列上创建的索引,也可以是在多列上创建的索引
  • 最左原则,从左往右依次执行

组合索引的创建

创表时添加:

mysql> create table user(name varchar(64),age int(3),sex tinyint(1),index user(name,age,sex));   #创建user表并添加多字段索引
mysql> show index from user;    #查看user索引

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5)、全文索引

  • MySQL从3.23.23版开始支持全文索引和全文检索
  • 索引类型为FULLTEXT
  • 可以在CHAR、VARCHAR或者TEXT类型的列上创建

注:创建的索引类型数值要跟表类型数值对应

全文索引的创建

方式一:直接创建:

mysql> desc user;     #查看user表
mysql> create fulltext index full on user(age(3));  #创建失败,因为不支持int类型
mysql> create fulltext index full on user(name(64));    #在user表内name字段创建全文索引full
mysql> show index from user;   #查看user索引

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方式二:修改表时添加

mysql> alter table zz add fulltext index index_score(score);  #zz表内score字段添加全局索引index_score
mysql> show index from zz;   #查看user索引

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方式三:创表时添加

mysql> create table zz(id int(2) not null primary key, name char(32),score char(3), fulltext (name));     #创建zz表,name为
mysql> show index from zz;   #查看zz表索引

在这里插入图片描述

二、事务介绍

2.1 事务概述

  • 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

2.11 读取数据不一致产生的结果

2.111 脏读(读取未提交数据)

A事务读取B事务尚未提交的数据,此时如果B事务发生错误并执行回滚操作,那么A事务读取到的数据就是脏数据。就好像原本的数据比较干净、纯粹,此时由于B事务更改了它,这个数据变得不再纯粹。这个时候A事务立即读取了这个脏数据,但事务B良心发现,又用回滚把数据恢复成原来干净、纯粹的样子,而事务A却什么都不知道,最终结果就是事务A读取了此次的脏数据,称为脏读。

2.112 不可重复读(前后多次读取,数据内容不一致)

事务A在执行读取操作,由整个事务A比较大,前后读取同一条数据需要经历很长的时间。而在事务A第一次读取数据,比如此时读取了小明的年龄为20岁,事务B执行更改操作,将小明的年龄更改为30岁,此时事务A第二次读取到小明的年龄时,发现其年龄是30岁,和之前的数据不一样了,也就是数据不重复了,系统不可以读取到重复的数据,称为不可重复读。

2.113 幻读(前后多次读取,数据总量不一致)

事务A在执行读取操作,需要两次统计数据的总量,前一次查询数据总量后,此时事务B执行了新增数据的操作并提交后,这个时候事务A读取的数据总量和之前统计的不一样,就像产生了幻觉一样,平白无故的多了几条数据,称为幻读。

2.2 事务的ACID特点

2.21 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
  • 如果事务中的任何元素失败,则整个事务将失败

2.22 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,数据必须再回到已知的一致状态

2.23 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

2.24 持久性

  • 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

2.3 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

2.4 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
  • set autocommit=1:开启自动提交(默认)

2.5 事务的操作

SET TRANSACTION: 用来设置事务的隔离级别。

InnoDB 存储引擎提供事务的隔离级别有:
READ UNCOMMITTED
READ COMMITTED
REPEATABLE READSERIALIZABLE

查看变量信息:

mysql> show variables\G 

三种情况事务开始:

set autocommit=0;
begin;
start transaction

三种情况结束事务:

commit;
set autocommit=1;
rollback
注:只能顺序回滚,不能跳跃回滚

三、存储引擎

3.1 存储引擎概述

  • 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。

  • 存储引擎就是 MySQL将数据存储在文件系统中的存储方式或者存储格式。 目前 MySQL常用的两种存储引擎:

    1.MyISAM
    2.InnoDB
    注:innodb支持事务,myisam不支持事务
    
  • MySQL存储引擎是 MySQL数据库服务器中的组件,负责为数据库执行实际的数据I/O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

  • 使用特殊存储引擎的主要优点之一在于:

    1.仅需提供特殊应用所需的特性
    2.数据库中的系统开销较小
    3.具有更有效和更高的数据库性能
    

3.2 MyISAM的介绍

  • myisam不支持事务,也不支持外键

  • 访问速度快

  • 对事物完整性没有要求

  • myisam在磁盘上存储成三个文件

    1.  .frm文件存储表定义
    2.  数据文件的扩展名为.MYD(MYData)
    3.  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(不允许两个人同时操作)

  • 数据库在读写过程中相互阻塞

    1.会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取
    2.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

    1.静态表
    2.动态表 (直接写入的,数据会随时变的)
    3.压缩表
    

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,这些空格在返回给应用之前己经去掉。同时需要注意:在某些情况下可能需耍返回字段后的空格,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。

3.21 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

3.3 InnoDB特点介绍

  • 支持事务:支持4个事务隔离级别
  • 行级(读写分离)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
  • 具有非常高效的缓存特性:能缓存索引,也能缓存数据
  • 表与主键以簇的方式存储
  • 支持外键约束,5.5以前不支持全文索引,5.5版本以后支持全文索引
  • 对硬件资源要求还是比较高的场合

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

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。

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子一个表空间

3.31 InnoDB适用的生产场景分析

  • 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(因为事务都先放内存),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

3.4 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
  • 不同的存储引擎提供不同的制作索引的技术
  • 有些存储引擎根本不支持索引

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

3.5 修改存储引擎

查看存储引擎:show engines\G;
查看表存储引擎:show create table 表名\G; 

方法一:

alter table table_name engine=<引擎>;
mysql> alter table zz engine=MyISAM;

方法二:

修改my.cnf,指定默认存储引擎并重启服务。
vi /etc/my.cnf
在[mysqld]下面添加
default-storage-engine=InnoDB
systemctl restart mysqld    #重启数据库

注:改了配置文件会后面创建的所有表都是InnoDB引擎。

方法三:

create table 表名(字段)engine=引擎
create table as(id int(1) primary key) engine=InnoDB;  #创建as表指定引擎