1. 索引

1.1 概念

• 索引是為了加速對(duì)表中數(shù)據(jù)行的檢索而創(chuàng)建的一種分散的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。索引是針對(duì)表而建立的，它是由數(shù)據(jù)頁(yè)面以外的索引頁(yè)面組成的，每個(gè)索引頁(yè)面中的行都會(huì)含有邏輯指針，以便加速檢索物理數(shù)據(jù)。
• 在數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系圖中，可以在選定表的“索引/鍵”屬性頁(yè)中創(chuàng)建、編輯或刪除每個(gè)索引類型。當(dāng)保存索引所附加到的表，或保存該表所在的關(guān)系圖時(shí)，索引將保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

通俗的講，索引與數(shù)據(jù)庫(kù)中的表和數(shù)據(jù)的關(guān)系就類似于書架上的圖書（表）、書籍內(nèi)容（數(shù)據(jù)）和書籍目錄（索引）的關(guān)系

1.2 作用

在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中建立索引主要有以下作用：

• 快速取數(shù)據(jù)
• 保證數(shù)據(jù)記錄的唯一性
• 實(shí)現(xiàn)表與表之間的參照完整性
• 在使用 order by、group by 子句進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索時(shí)，利用索引可以減少排序和分組的時(shí)間
  

1.3 索引的原理

1.3.1 減少磁盤的訪問(wèn)次數(shù)是構(gòu)建索引的核心思想

索引的目的是方便進(jìn)行查詢。
MySQL 的查詢主要是 select，select 基本執(zhí)行的過(guò)程包括遍歷表、依次取出每個(gè)記錄、根據(jù) where 字句的條件進(jìn)行篩選
由于 MySQL 是把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在硬盤上，因此進(jìn)行查詢時(shí)，每次取出記錄都意味著要訪問(wèn)硬盤
而 IO 設(shè)備對(duì)硬盤的訪問(wèn)效率遠(yuǎn)低于對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)，因此減少磁盤的訪問(wèn)次數(shù)就可以提高查詢的效率，也就是構(gòu)建索引的核心思路

1.3.2 B+ 樹適用實(shí)現(xiàn)索引的底層

減少對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)次數(shù)就是實(shí)現(xiàn)索引時(shí)的重要思想，接下來(lái)將會(huì)對(duì)幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以找到更適合的實(shí)現(xiàn)索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

二叉搜索樹：

由于二叉搜索樹可能是一個(gè)單支樹，時(shí)間復(fù)雜度為 O(N)

AVL 樹：

• AVL 樹本質(zhì)是一個(gè)二叉平衡搜索樹，是對(duì)二叉搜索樹的一個(gè)改進(jìn)，它會(huì)保證了左右子樹的高度差不超過(guò)1，即不會(huì)存在單支樹的結(jié)構(gòu)，查找時(shí)間復(fù)雜度為 O(logN)
• 因?yàn)樾枰獫M足左右子樹高度差不超過(guò)1的條件，所以插入或者刪除操作會(huì)破壞 AVL 樹的結(jié)構(gòu)。因此需要隨時(shí)對(duì)樹進(jìn)行調(diào)整。雖然查詢效率得到了滿足，但是降低了插入和刪除操作的效率，插入刪除時(shí)間復(fù)雜度為 O(logN)
  

紅黑樹：

• 紅黑樹本質(zhì)是一個(gè)放松了規(guī)則的 AVL 樹，即不要強(qiáng)制左右子樹高度差不超過(guò)1，會(huì)降低要求，以此來(lái)保證插入和刪除操作的效率。
• 整體和 AVL 樹差異不大，查詢插入刪除的時(shí)間復(fù)雜度為 O(logN)

哈希表：

• 哈希表可以做到查詢、插入、刪除的時(shí)間復(fù)雜度都是 O(1)
• 但是哈希表的一個(gè)關(guān)鍵是必須要比較相等，但是形如大于、小于之類的條件無(wú)法做到，這就和實(shí)際查詢的情況不符合了
  

到這里為止，好像只有 AVL 樹或者紅黑樹更加適合用作 MySQL 的索引的實(shí)現(xiàn)，而這兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的查找效率直接是由樹的高度決定的，因此數(shù)據(jù)增多的話，樹的高度也會(huì)增加。

為了進(jìn)一步優(yōu)化，就可以使用 N 叉搜索樹來(lái)降低樹的高度，即減少磁盤 IO，以提高查找效率

B 樹：

B 樹是 N 叉搜索樹的一種

B 樹示例結(jié)構(gòu)：

用在索引中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都表示一個(gè)記錄

B 樹的特點(diǎn)：

• 每個(gè)結(jié)點(diǎn)可能包含 N 個(gè)子樹
• 每個(gè)結(jié)點(diǎn)上都可能存在多個(gè)值
• 左子樹的值都小于根節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值，右子樹的值都大于根節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值
  

B+ 樹：

B+ 樹是一種特殊的 N 叉搜索樹，是 B 樹的改進(jìn)版

B+ 樹示例結(jié)構(gòu)：

?B+ 樹相對(duì)于 B 樹的改進(jìn)：

• 葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)每行記錄，非葉子節(jié)點(diǎn)只要存儲(chǔ)每行的索引值即可
• 非葉子節(jié)點(diǎn)的值存在重復(fù)，使得葉子結(jié)點(diǎn)這一層是完整的數(shù)據(jù)集合
• 可以通過(guò)類似于鏈表的方式，把所有的葉子節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)
  

B+ 樹的優(yōu)勢(shì)：

• 善于進(jìn)行范圍查找
• 由于所有的查詢都是落在葉子結(jié)點(diǎn)上，故查詢的速度是比較穩(wěn)定的
• 由于葉子結(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)的全集，因此就可以把葉子結(jié)點(diǎn)存到硬盤上，非葉子結(jié)點(diǎn)直接存到內(nèi)存中，大大降低了讀取硬盤的次數(shù)
  

1.4 適用場(chǎng)景

• 查找的次數(shù)比較多，插入刪除的次數(shù)較少適合用索引
• 由于索引本身也占據(jù)一定空間，如果磁盤緊張就不太適合用索引
• 索引是指定某個(gè)列來(lái)建立的，當(dāng)某列的區(qū)分度比較大的時(shí)候，適合用索引，例如自增主鍵
  

1.5 使用語(yǔ)句

補(bǔ)充：

創(chuàng)建主鍵約束（primary key）、唯一約束（unique）、外鍵約束（foreign key）時(shí)，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)列的索引

1.5.1 查看索引

語(yǔ)法：

show index from 表名;

示例：

1.5.2 創(chuàng)建索引

語(yǔ)法：

create index 索引名 on 表名(字段名);

示例：

1.5.3 刪除索引

語(yǔ)法：

drop index 索引名 on 表名;

示例：

注意：

主索引不能刪除，刪除會(huì)報(bào)錯(cuò)

2. 事務(wù)

2.1 概念

事物：是屬于計(jì)算機(jī)中一個(gè)很廣泛的概念，一般是指要做的或所做的事情。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)事務(wù)可以是一條 SQL 語(yǔ)句或者一組 SQL 語(yǔ)句或整個(gè)程序。

通俗的講，比如銀行轉(zhuǎn)賬的操作，A 轉(zhuǎn)給 B 500元，那么這個(gè)操作其實(shí)包含了 A 賬戶余額減少500元和 B 賬戶余額增加500元兩個(gè)操作。

事物就相當(dāng)于將這一連串的動(dòng)作給打包，使其成為一個(gè)整體，要么全都不做，要么全都做完

2.2 為什么使用事務(wù)

用上述銀行轉(zhuǎn)賬的例子為例，假設(shè) A 賬戶減少500元的操作成功了，但 B 賬戶增加500元的賬戶沒有成功，那么這個(gè)轉(zhuǎn)賬的操作是失敗的。

事物的核心特點(diǎn)就是： 把一系列操作給打包到一起，構(gòu)成一個(gè)整體，要么全都做完，要么一個(gè)都不做。

全都不做是指： 如果某個(gè)操作失敗了，那么就會(huì)將此時(shí)的中間狀態(tài)偷偷還原回去

因此使用事物的話就可以保證，某一系列的操作，不會(huì)只完成其中一部分，它要么完全完成，要么都沒有完成

2.3 四大屬性

事務(wù)是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位，它具有四個(gè)屬性：原子性、一致性、持久性、隔離性

事物的核心是原子性

2.3.1 原子性

概念：

一個(gè)事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單位，事務(wù)中包括的操作要么都做，要么都不做。

事物的核心是原子性，原子性的核心是回退為中間狀態(tài)，回退為中間狀態(tài)核心就是回滾，回滾的核心就是記住每步的操作

2.3.2 一致性

概念：

事務(wù)必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。一致性與原子性是密切相關(guān)的。

執(zhí)行事物之前和執(zhí)行事物完成后，當(dāng)前表里的數(shù)據(jù)都是合理的狀態(tài)

2.3.3 持久性

概念：

持久性也稱永久性（permanence），指一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來(lái)的其他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其有任何影響。

事物操作的數(shù)據(jù)都是直接操作硬盤，而硬盤的數(shù)據(jù)都是持久化的

2.3.4 隔離性

概念：

一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對(duì)并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。

2.4 使用方法

開啟事物：

start transaction;

執(zhí)行多條 SQL 語(yǔ)句

回滾或提交

-- 回滾：表示上述 SQL 語(yǔ)句全部失敗
rollback;

-- 提交：表示上述 SQL 語(yǔ)句全部成功
commit;

到此這篇關(guān)于MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù) 索引和事務(wù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL 索引和事務(wù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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