MySQL数据库——第五节 — MySQL索引事务

1. 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。（具体细节在后续的数据库原理课程讲解）

1.2 作用

1. 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。
2. 索引所起的作用类似书籍目录，可用于快速定位、检索数据
3. 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：

1. 数据量较大，且经常对这些列进行条件查询。
2. 该数据库表的插入操作，及对这些列的修改操作频率较低。
3. 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

1. 查看索引

show index from 表名;
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案例：查看学生表已有的索引

show index from student;
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2. 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

create index 索引名 on 表名(字段名);
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案例：创建班级表中，name字段的索引

create index idx_classes_name on classes(name);
1

3. 删除索引

drop index 索引名 on 表名;
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案例：删除班级表中name字段的索引

drop index idx_classes_name on classes;
1

示范

索引的底层逻辑

提高搜索效率的数据结构

ArrayList和LinkedList区别（并不是增删查改的效率）

B树

真正的底层逻辑-B+树

1. 节点个数对应区间个数
2. 节点可能重复
3. 叶子节点 首尾相连
4. 叶子节点是全集数据，这样索引节点只需要保持 id即可，减少内存占用

1.5 案例

准备测试表

-- 创建用户表
DROP TABLE IF EXISTS test_user;
CREATE TABLE test_user (
	 id_number INT,
	 name VARCHAR(20) comment '姓名',
	 age INT comment '年龄',
	 create_time timestamp comment '创建日期'
);
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准备测试数据，批量插入用户数据（操作耗时较长，约在1小时+）：

-- 构建一个8000000条记录的数据
-- 构建的海量表数据需要有差异性，所以使用存储过程来创建， 拷贝下面代码就可以了，暂时不用理解
-- 产生名字
drop function if exists rand_name;
delimiter $$
create function rand_name(n INT, l INT)
returns varchar(255)
begin
	 declare return_str varchar(255) default '';
	 declare i int default 0;
	 while i < n do 
		 if i=0 then
			 set return_str = rand_string(l);
		else
			 set return_str =concat(return_str,concat(' ', rand_string(l)));
		 end if;
		 set i = i + 1;
		 end while;
	 return return_str;
	 end $$
delimiter ;
-- 产生随机字符串
drop function if exists rand_string;
delimiter $$
create function rand_string(n INT)
returns varchar(255)
begin
	 declare lower_str varchar(100) default
		 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz';
	 declare upper_str varchar(100) default
		 'ABCDEFJHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
 declare return_str varchar(255) default '';
 declare i int default 0;
 declare tmp int default 5+rand_num(n);
 while i < tmp do 
	 if i=0 then
 set return_str 
=concat(return_str,substring(upper_str,floor(1+rand()*26),1));
	 else
		 set return_str 
=concat(return_str,substring(lower_str,floor(1+rand()*26),1));
	 end if;
 
	 set i = i + 1;
	 end while;
	 return return_str;
	 end $$
delimiter ;

--产生随机数字
drop function if exists rand_num;
delimiter $$
create function rand_num(n int)
returns int(5)
begin
  declare i int default 0;
  set i = floor(rand()*n);
return i;
end $$
delimiter ;
-- 向用户表批量添加数据
drop procedure if exists insert_user;
delimiter $$
create procedure insert_user(in start int(10),in max_num int(10))
begin
declare i int default 0; 
set autocommit = 0;  
 repeat
	 set i = i + 1;
	 insert into test_user values ((start+i) ,rand_name(2, 
5),rand_num(120),CURRENT_TIMESTAMP);
	 until i = max_num
 end repeat;
 commit;
end $$
delimiter ;
-- 执行存储过程，添加8000000条用户记录
call insert_user(1, 8000000);
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查询 id_number 为778899的用户信息：

-- 可以看到耗时4.93秒，这还是在本机一个人来操作，在实际项目中，如果放在公网中，假如同时有1000个人并发查询，那很可能就死机。
select * from test_user where id_number=556677;
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可以使用explain来进行查看SQL的执行：

explain select * from test_user where id_number=556677;
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
 select_type: SIMPLE
        table: test_user
         type: ALL
possible_keys: NULL
         key: NULL <== key为null表示没有用到索引
     key_len: NULL
         ref: NULL
         rows: 6
       Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)
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为提供查询速度，创建 id_number 字段的索引:

create index idx_test_user_id_number on test_user(id_number);
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换一个身份证号查询，并比较执行时间：

select * from test_user where id_number=776655;
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可以使用explain来进行查看SQL的执行：

explain select * from test_user where id_number=776655;
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
 select_type: SIMPLE
        table: test_user
         type: ref
possible_keys: idx_test_user_id_number
         key: idx_test_user_id_number <= key用到了idx_test_user_id_number
     key_len: NULL
         ref: const
         rows: 1
       Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)
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索引保存的数据结构主要为B+树，及hash的方式，实现原理会在以后数据库原理的部分讲解

2. 事务

事务的四个特性

并发事务中 可能出现的问题

1. 脏读（读完的数据可能再次修改）（写加锁，写的时候不能读）

2. 不可重复读（提交完，后又改）（读加锁，读的时候不能写）

3. 幻读（读的时候，写别的地方）（串行化，读的时候就是不能写）

4. 总结

2.1 为什么使用事务

准备测试表：

drop table if exists accout;
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);
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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';
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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

（1）开启事务：start transaction;
（2）执行多条SQL语句
（3）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;
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事务的特性及设置，会在后续 数据库原理 部分进一步讲解。

3. 内容重点总结

• 索引：
  （1）对于插入、删除数据频率高的表，不适用索引
  （2）对于某列修改频率高的，该列不适用索引
  （3）通过某列或某几列的条件查询频率高的，可以对这些列创建索引

• 事务

start transaction;
...
rollback/commit;
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