深入理解MySQL索引及事务

✏️✏️✏️今天给各位带来的是关于数据库索引以及事务方面的基础知识

清风的CSDN博客

😛😛😛希望我的文章能对你有所帮助,有不足的地方还请各位看官多多指教,大家一起学习交流!

动动你们发财的小手,点点关注点点赞!在此谢过啦!哈哈哈!😛😛😛

目录

一、索引

1.1 概念

1.2 作用 

1.3 使用场景 

1.4 使用 

1.4.1 创建索引 

1.4.2 查看索引

1.4.3 删除索引 

二、事务

2.1 为什么使用事务

2.2 事务的概念 

2.3 使用

 2.4 事务的特性

2.4.1 典型bug1-脏读问题 

2.4.2 典型bug2-不可重复读问题

2.4.3 典型bug3-幻读问题 

2.4.4 事务的隔离级别


 

一、索引

1.1 概念

索引是一种特殊的文件,包含着对数据表里所有记录的引用指针。可以对表中的一列或多列创建索引,并指定索引的类型,各类索引有各自的数据结构实现。

 

1.2 作用 

  • 数据库中的表、数据、索引之间的关系,类似于书架上的图书、书籍内容和书籍目录的关系。
  • 索引所起的作用类似书籍目录,可用于快速定位、检索数据。
  • 索引对于提高数据库的性能有很大的帮助

 

1.3 使用场景 

要考虑对数据库表的某列或某几列创建索引,需要考虑以下几点:
  • 数据量较大,且经常对这些列进行条件查询。
  • 该数据库表的插入操作,及对这些列的修改操作频率较低。
  • 索引会占用额外的磁盘空间。

满足以上条件时,考虑对表中的这些字段创建索引,以提高查询效率。反之,如果非条件查询列,或经常做插入、修改操作,或磁盘空间不足时,不考虑创建索引。 

1.4 使用 

创建主键约束( PRIMARY KEY )、唯一约束( UNIQUE )、外键约束( FOREIGN KEY )时,会自动创建对应列的索引。
现在创建一个简单的学生表:
create table student(id int, name varchar(20));

1.4.1 创建索引 

对于非主键、非唯一约束、非外键的字段,可以创建普通索引 :

语法:

create index 索引名 on 表名(字段名);

例如对学生表中的id创建索引:

 create index id_index on student(id);

1.4.2 查看索引

语法:

show index from 表名;

例如查看学生表中的索引:

 show index from student;

可以看到我们给id创建的索引。

1.4.3 删除索引 

语法:

drop index 索引名 on 表名;

例如删除学生表中的索引:

 drop index id_index from student;

二、事务

2.1 为什么使用事务

准备测试表:

create table accout(id int primary key auto_increment,name varchar(20) comment '账户名称',money decimal(11,2) comment '金额'
);
insert into accout(name, money) values
('阿里巴巴', 5000),
('四十大盗', 1000);
比如说,四十大盗把从阿里巴巴的账户上偷盗了 2000 元:
--阿里巴巴账户减少2000
update accout set money=money-2000 where name = '阿里巴巴';
-- 四十大盗账户增加2000
update accout set money=money+2000 where name = '四十大盗';
假如在执行以上第一句 SQL 时,出现网络错误,或是数据库挂掉了,阿里巴巴的账户会减少 2000,但是 四十大盗的账户上就没有了增加的金额。
解决方案:使用事务来控制,保证以上两句 SQL 要么全部执行成功,要么全部执行失败。

2.2 事务的概念 

事务指逻辑上的一组操作,组成这组操作的各个单元,要么全部成功,要么全部失败。在不同的环境中,都可以有事务。对应在数据库中,就是数据库事务。

2.3 使用

  • 开启事务:start transaction;
  • 执行多条SQL语句
  • 回滚或提交:rollback/commit;

说明:rollback即是全部失败,commit即是全部成功。

start transaction;
-- 阿里巴巴账户减少2000
update accout set money=money-2000 where name = '阿里巴巴';
-- 四十大盗账户增加2000
update accout set money=money+2000 where name = '四十大盗';
commit;

回滚操作,事务的原子性,本质上是依托于回滚机制的。数据库出错,事务执行失败,是怎么恢复回去的呢?是因为数据库对于事务这里有特殊的机制(undo log + redo log),通过日志写到文件里,记录之前的数据。等到数据库重启之后,读取之前的日志,检查是否有执行失败的事务,如果有,就会把这前面的操作进行回滚。 

 2.4 事务的特性

  • 原子性:通过事务,把多个操作打包到一起。(事务最重要的特性)。
  • 一致性:相当于原子性的延申,当数据库出错,不会产生像上述这种“钱凭空消失”的不科学情况。
  • 持久性:事务任何的修改,都是持久化(写入硬盘)的,无论是重启程序还是重启主机,修改等都不会丢失数据。(数据库本身就是为了持久化存储)。
  • 隔离性:多个事务并发执行的时候,可能会带来一些问题。通过隔离性来对这里的问题进行权衡,看是希望数据尽量准确,还是速度尽量快。

什么是并发?如果多个客户端,同时给数据库服务器发起事务请求,这个时候就叫做“并发执行事务”。如果是多个事务修改不同的表,问题不大。但是如果是修改相同的表,就可能会产生一些bug。

2.4.1 典型bug1-脏读问题 

假设场景:我在写博客,跟前有同学在看我在写什么内容。但是他看了一会就走了。他走了之后,我把博客内容又改了,真正我的写完博客发出的时候,他就会发现,他之前看到的内容和现在的内容不一样。

当前有两个事务1,2,事务1修改了某个数据,但是事务还没有提交(提交的意思就是告诉数据库服务器,完毕)。而事务2读取了一个数据,此时事务2读取到的数据,很可能是一个脏的数据。因为事务1后续可能还要再次修改这个数据。

解决脏读问题,核心思路:降低事务的并发程度,给写操作加锁,意味着事务1在释放锁之前,事务2是不能访问的。

2.4.2 典型bug2-不可重复读问题

假设场景:我写完博客了,同学们开始读,这个时候我又把博客内容改了一下。此时同学们就会发现,代码突然就变了。

不可重复读,有点像脏读。但是这是“写操作”前提下导致的问题。虽然写加锁了,但是可以分多个事务,多次提交的方式来修改数据。

当前有事务1,2,其中事务1先修改数据(写加锁),此时事务2想读数据,就需要等事务1提交完成。等到事务1提交之后,事务2开始读数据(事务2可能会多次读数据)。

又来了一个事务3,事务3又修改了上述数据,导致事务2在读的过程中,两次读到的结果不同。

解决不可重复读问题:给读操作加锁(读的时候不能写)。

2.4.3 典型bug3-幻读问题 

假设场景:约定我在写博客的时候,同学们不能看。同学们读博客的时候,我也不能修改。但是,同学们在读A博客的时候,我写B博客并发出。此时,A博客的内容没变,但是他们发现博客列表变了,最开始只有A博客,现在变成AB了。

当前有事务1,2,事务1修改数据,提交。事务2开始读数据,此时有事务3,新增了一个其他的数据,此时事务2就可能出现,两次读取的“结果集”不同。

解决幻读问题:串行化,不再进行任何并发了,每个事务都是串行执行的。

2.4.4 事务的隔离级别

  • 上述的三个问题,需要看实际的场景,看当前场景更关注数据的准确性,还是更关注效率。
  • MySQL在配置中,提供了“隔离级别”这样的选项,我们可以根据需要,调整隔离级别,适应不同的情况。
  • read uncommitted 读的时候,写操作未提交。并行程度是最高的,隔离程度是最低的。效率是最高的,数据是最不靠谱的。此时可能出现脏读+不可重复读+幻读。
  • read committed 读的时候,写操作已经提交,相当于给写操作加锁,并行程度降低了,隔离程度提高了,效率会降低一些。此时可能会出现不可重复读+幻读。
  • repeatable read 相当于给读操作和写操作都加锁,并行程度又降低了,隔离程度提高了,效率又降低了,数据又更靠谱了,此时可能出现幻读。
  • serializable 串行化,让所有的事务串行执行,隔离程度最高,效率最低,数据最靠谱。

✨好啦,今天的分享就到这里!

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