万字解析帮你深入理解MySQL！！！（事物、视图和索引)

今日金句

每一个不曾起舞的日子，都是对生命的辜负

一、事物

1.1 概述

• 数据库的事务（Transaction）是一种机制、一个操作序列，包含了一组数据库操作命令。
  
• 事务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同时成功，要么同时失败。
  
• 事务是一个不可分割的工作逻辑单元。
  

这些概念不好理解，接下来举例说明，如下图有一张表

张三和李四账户中各有100块钱，现李四需要转换500块钱给张三，具体的转账操作为

• 第一步：查询李四账户余额
• 第二步：从李四账户金额 -500
• 第三步：给张三账户金额 +500

现在假设在转账过程中第二步完成后出现了异常第三步没有执行，就会造成李四账户金额少了500，而张三金额并没有多500；这样的系统肯定是有问题的。如果解决呢？使用事务可以解决上述问题

从上图可以看到在转账前开启事务，如果出现了异常回滚事务，三步正常执行就提交事务，这样就可以完美解决问题。

1.2 语法

• 开启事务

START TRANSACTION;
或者  
BEGIN;

• 提交事务

commit;

• 回滚事务

rollback;

1.3 代码验证

• 环境准备

DROP TABLE IF EXISTS account;
-- 创建账户表
CREATE TABLE account(
  id int PRIMARY KEY auto_increment,
  name varchar(10),
  money double(10,2)
);
-- 添加数据
INSERT INTO account(name,money) values('张三',1000),('李四',1000);

• 不加事务演示问题

-- 转账操作
-- 1. 查询李四账户金额是否大于500
-- 2. 李四账户 -500
UPDATE account set money = money - 500 where name = '李四';
出现异常了...  -- 此处不是注释，在整体执行时会出问题，后面的sql则不执行
-- 3. 张三账户 +500
UPDATE account set money = money + 500 where name = '张三';

• 整体执行结果肯定会出问题，我们查询账户表中数据，发现李四账户少了500。
  
• 添加事务sql如下：

-- 开启事务
BEGIN;
-- 转账操作
-- 1. 查询李四账户金额是否大于500
-- 2. 李四账户 -500
UPDATE account set money = money - 500 where name = '李四';
出现异常了...  -- 此处不是注释，在整体执行时会出问题，后面的sql则不执行
-- 3. 张三账户 +500
UPDATE account set money = money + 500 where name = '张三';
-- 提交事务
COMMIT;
-- 回滚事务
ROLLBACK;

• 上面sql中的执行成功进选择执行提交事务，而出现问题则执行回滚事务的语句。以后我们肯定不可能这样操作，而是在java中进行操作，在java中可以抓取异常，没出现异常提交事务，出现异常回滚事务。

1.4 事务的四大特征

• 原子性（Atomicity）: 事务是不可分割的最小操作单位，要么同时成功，要么同时失败
  
• 一致性（Consistency） :事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态
  
• 隔离性（Isolation） :多个事务之间，操作的可见性
  
• 持久性（Durability） :事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的
  
  

说明：

mysql中事务是自动提交的。

也就是说我们不添加事务执行sql语句，语句执行完毕会自动的提交事务。

可以通过下面语句查询默认提交方式：

SELECT @@autocommit;

查询到的结果是1 则表示自动提交，结果是0表示手动提交。当然也可以通过下面语句修改提交方式

set @@autocommit = 0;

1.5 事务并发问题

1.5.1 四种隔离级别

1.读未提交（Read Uncommitted）：在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少。读取未提交的数据，也被称之为脏读（Dirty Read）

2.读已提交（Read Committed）：这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这种隔离级别也支持所谓的不可重复读（NonrepeatableRead），因为同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit，所以同一select可能返回不同结果

3.可重复读（Repeatable Read）:这是MySQL的默认事务隔离级别，同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据。不过理论上，这会导致另一个棘手的问题：幻读（Phantom Read）。简单的说，幻读指当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影” 行。

4.可串行化（Serializable）：这是最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争

1.5.2 何为脏读，幻读，不可重复读？

• 脏读

脏读就是指当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。

T2时刻，事务B把原来张三的成绩由原数据80改为了70，此后又被T3时刻的事务A读取到了，但是T4时刻事务B发生异常，进行了回滚操作。这个过程，我们称70为脏数据，事务A进行了一次脏读。

• 不可重复读

不可重复读，有时候也会说成“读已提交”。什么意思呢，就是在一个事务内，多次读取同一个数据，却返回了不同的结果。实际上，这是因为在该事务间隔读取数据的期间，有其他事务对这段数据进行了修改，并且已经提交，就会发生不可重复读事故。

图示中事务A在T1和T4查询同一语句，却得到了不同的结果，这是因为T2~T3时刻事务B对该数据进行了修改，并提交。这个过程，出现了在一个事务内两次读到的数据却是不一样的，我们称为是不可重复读。

不可重复读和脏读的区别：前者是“读已提交”，后者是“读未提交”

• 幻读

幻读是指当事务不独立执行时，插入或者删除另一个事务当前影响的数据而发生的一种类似幻觉的现象。举个例子，某事务在检查表中的数据数count时，是10，过一段时间之后再查是11，这就发生了幻读，之前的检测获取到的数据如同幻觉一样。

出现幻读和不可重复读的原因很像，都是在多次操作数据的时候发现结果和原来的不一样了，出现了其他事务干扰的现象。但是，幻读的偏重点是添加和删除数据，多次操作数据得到的记录数不一样；不可重复读的偏重点是修改数据，多次读取数据发现数据的值不一样了。

事务B向表中新插入了一条数据，事务A在T3时刻后查询数据的时候，突然发现数据和以前查询的时候多出了一项，像产生了幻觉一样。

二、视图

2.1 概念

视图（view）是一个从单张或多张基础数据表或其他视图中构建出来的虚拟表。同基础表一样，视图中也包含了一系列带有名称的列和行数据，但是数据库中只是存放视图的定义，也就是动态检索数据的查询语句，而并不存放视图中的数据，这些数据依旧存放于构建视图的基础表中，只有当用户使用视图时才去数据库请求相对应的数据，即视图中的数据是在引用视图时动态生成的。因此视图中的数据依赖于构建视图的基础表，如果基本表中的数据发生了变化，视图中相应的数据也会跟着改变。

2.2 视图与数据表的区别

• 视图不是数据库中真实的表，而是一张虚拟表，其结构和数据是建立在对数据中真实表的查询基础上的。
• 存储在数据库中的查询操作 SQL 语句定义了视图的内容，列数据和行数据来自于视图查询所引用的实际表，引用视图时动态生成这些数据。
• 视图没有实际的物理记录，不是以数据集的形式存储在数据库中的，它所对应的数据实际上是存储在视图所引用的真实表中的。
• 视图是数据的窗口，而表是内容。表是实际数据的存放单位，而视图只是以不同的显示方式展示数据，其数据来源还是实际表。
• 视图是查看数据表的一种方法，可以查询数据表中某些字段构成的数据，只是一些 SQL 语句的集合。从安全的角度来看，视图的数据安全性更高，使用视图的用户不接触数据表，不知道表结构。
• 视图的建立和删除只影响视图本身，不影响对应的基本表。

2.3 优点

1) 定制用户数据，聚焦特定的数据

在实际的应用过程中，不同的用户可能对不同的数据有不同的要求。

例如，当数据库同时存在时，如学生基本信息表、课程表和教师信息表等多种表同时存在时，可以根据需求让不同的用户使用各自的数据。学生查看修改自己基本信息的视图，安排课程人员查看修改课程表和教师信息的视图，教师查看学生信息和课程信息表的视图。

2) 简化数据操作

在使用查询时，很多时候要使用聚合函数，同时还要显示其他字段的信息，可能还需要关联到其他表，语句可能会很长，如果这个动作频繁发生的话，可以创建视图来简化操作。

3) 提高数据的安全性

视图是虚拟的，物理上是不存在的。可以只授予用户视图的权限，而不具体指定使用表的权限，来保护基础数据的安全。

4) 共享所需数据

通过使用视图，每个用户不必都定义和存储自己所需的数据，可以共享数据库中的数据，同样的数据只需要存储一次。

5) 更改数据格式

通过使用视图，可以重新格式化检索出的数据，并组织输出到其他应用程序中。

6) 重用 SQL 语句

视图提供的是对查询操作的封装，本身不包含数据，所呈现的数据是根据视图定义从基础表中检索出来的，如果基础表的数据新增或删除，视图呈现的也是更新后的数据。视图定义后，编写完所需的查询，可以方便地重用该视图。

2.4 语法

可以使用 CREATE VIEW 语句来创建视图。语法格式如下：

CREATE VIEW <视图名> AS <SELECT语句>

语法说明如下。

• <视图名>：指定视图的名称。该名称在数据库中必须是唯一的，不能与其他表或视图同名。
• <SELECT语句>：指定创建视图的 SELECT 语句，可用于查询多个基础表或源视图。

对于创建视图中的 SELECT 语句的指定存在以下限制：

• 用户除了拥有 CREATE VIEW 权限外，还具有操作中涉及的基础表和其他视图的相关权限。
• SELECT 语句不能引用系统或用户变量。
• SELECT 语句不能包含 FROM 子句中的子查询。
• SELECT 语句不能引用预处理语句参数。

2.5 实例

-- 创建/替换单表视图：
create or replace view myview01
as
select empno,ename,job,deptno 
from emp
where deptno = 20
with check option;
-- 查看视图：
select * from myview01;
-- 在视图中插入数据：
insert into myview01 (empno,ename,job,deptno) values (9999,'lili','CLERK',20);
insert into myview01 (empno,ename,job,deptno) values (8888,'nana','CLERK',30);
insert into myview01 (empno,ename,job,deptno) values (7777,'feifei','CLERK',30); 
-- > 1369 - CHECK OPTION failed 'mytestdb.myview01'
-- 创建/替换多表视图：
create or replace view myview02
as 
select e.empno,e.ename,e.sal,d.deptno,d.dname
from emp e
join dept d
on e.deptno = d.deptno
where sal > 2000 ;
select * from myview02;
-- 创建统计视图：
create or replace view myview03
as
select e.deptno,d.dname,avg(sal),min(sal),count(1)
from emp e
join dept d
using(deptno)
group by e.deptno ;
select * from myview03;
-- 创建基于视图的视图：
create or replace view myview04
as
select * from myview03 where deptno = 20;
select * from myview04;

三、索引

3.1 什么是索引

索引是一种特殊的数据库结构，由数据表中的一列或多列组合而成，可以用来快速查询数据表中有某一特定值的记录。通过索引，查询数据时不用读完记录的所有信息，而只是查询索引列。否则，数据库系统将读取每条记录的所有信息进行匹配。

可以把索引比作新华字典的音序表。例如，要查“库”字，如果不使用音序，就需要从字典的 400 页中逐页来找。但是，如果提取拼音出来，构成音序表，就只需要从 10 多页的音序表中直接查找。这样就可以大大节省时间。

因此，使用索引可以很大程度上提高数据库的查询速度，还有效的提高了数据库系统的性能。

3.2.为什么要使用索引

索引就是根据表中的一列或若干列按照一定顺序建立的列值与记录行之间的对应关系表，实质上是一张描述索引列的列值与原表中记录行之间一 一对应关系的有序表。

索引是 MySQL 中十分重要的数据库对象，是数据库性能调优技术的基础，常用于实现数据的快速检索。

在 MySQL 中，通常有以下两种方式访问数据库表的行数据：

1) 顺序访问

顺序访问是在表中实行全表扫描，从头到尾逐行遍历，直到在无序的行数据中找到符合条件的目标数据。

顺序访问实现比较简单，但是当表中有大量数据的时候，效率非常低下。例如，在几千万条数据中查找少量的数据时，使用顺序访问方式将会遍历所有的数据，花费大量的时间，显然会影响数据库的处理性能。

2) 索引访问

索引访问是通过遍历索引来直接访问表中记录行的方式。

使用这种方式的前提是对表建立一个索引，在列上创建了索引之后，查找数据时可以直接根据该列上的索引找到对应记录行的位置，从而快捷地查找到数据。索引存储了指定列数据值的指针，根据指定的排序顺序对这些指针排序。

简而言之，不使用索引，MySQL 就必须从第一条记录开始读完整个表，直到找出相关的行。表越大，查询数据所花费的时间就越多。如果表中查询的列有一个索引，MySQL 就能快速到达一个位置去搜索数据文件，而不必查看所有数据，这样将会节省很大一部分时间。

3.3 优缺点

索引有其明显的优势，也有其不可避免的缺点。

优点

索引的优点如下：

• 通过创建唯一索引可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
• 可以给所有的 MySQL 列类型设置索引。
• 可以大大加快数据的查询速度，这是使用索引最主要的原因。
• 在实现数据的参考完整性方面可以加速表与表之间的连接。
• 在使用分组和排序子句进行数据查询时也可以显著减少查询中分组和排序的时间

缺点

增加索引也有许多不利的方面，主要如下：

• 创建和维护索引组要耗费时间，并且随着数据量的增加所耗费的时间也会增加。
• 索引需要占磁盘空间，除了数据表占数据空间以外，每一个索引还要占一定的物理空间。如果有大量的索引，索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。
• 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态维护，这样就降低了数据的维护速度。

索引可以提高查询速度，但是会影响插入记录的速度。因为，向有索引的表中插入记录时，数据库系统会按照索引进行排序，这样就降低了插入记录的速度，插入大量记录时的速度影响会更加明显。这种情况下，最好的办法是先删除表中的索引，然后插入数据，插入完成后，再创建索引。

3.4 何时不使用索引

• 表记录太少
• 经常增删改的表
• 数据重复且分布均匀的表字段，只应该为经常查询和最经常排序的数据列建立索引（如果某个数据类包含太多的重复数据，建立索引没有太大意义）
• 频繁更新的字段不适合创建索引(会增加IO负担)
• where条件里用不到的字段不创建索引

3.5 索引何时失效

• like以通配符%开头索引失效
  
• 当全表扫描比走索引查询的快的时候，会使用全表扫描，而不走索引
  
• 字符串不加单引号索引会失效
  
• where中索引列使用了函数（例如substring字符串截取函数）
  
• where中索引列有运算（用了< or > 右边的索引会失效，用<= or >= 索引不会失效）
  
• is null可以走索引，is not null无法使用索引（取决于某一列的具体情况）
  
• 复合索引没有用到左列字段（最左前缀法则，如果没用用到最左列索引，或中间跳过了某列有索引的列，索引会部分失效）
  
• 条件中有or，前面的列有索引，后面的列没有，索引会失效。想让索引生效，只能将or条件中的每个列都加上索引
  

3.6 索引分类

MySQL索引分为普通索引、唯一索引、主键索引、组合索引、全文索引。索引不会包含有null值的列，索引项可以为null（唯一索引、组合索引等），但是只要列中有null值就不会被包含在索引中。

3.6.1.普通索引

普通索引是最基本的索引，它没有任何限制；

• 创建索引语法：

create index index_name on table(column)；

• 修改表结构方式添加索引：

ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name ON (column(length))

• 删除索引

DROP INDEX index_name ON table

3.6.2.唯一索引

唯一索引与前面的普通索引类似，不同的就是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。

CREATE UNIQUE INDEX indexName ON table(column(length))

3.6.3.主键索引

主键索引是一种特殊的唯一索引，一个表只能有一个主键，不允许有空值。简单来说：主键索引是加速查询 + 列值唯一（不可以有null）+ 表中只有一个。

CREATE TABLE mytable( 
  ID INT NOT NULL, 
  username VARCHAR(16) NOT NULL, 
  PRIMARY KEY(ID) 
);

3.6.4.组合索引

组合索引指在多个字段上创建的索引，只有在查询条件中使用了创建索引时的第一个字段，索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合。

ALTER TABLE `table` ADD INDEX name_city_age (name,city,age);

3.6.5.全文索引

• 概念

全文索引主要用来查找文本中的关键字，而不是直接与索引中的值相比较。fulltext索引跟其它索引大不相同，它更像是一个搜索引擎，而不是简单的where语句的参数匹配。

fulltext索引配合match against操作使用，而不是一般的where语句加like。它可以在create table，alter table ，create index使用，不过目前只有char、varchar，text 列上可以创建全文索引。

值得一提的是，在数据量较大时候，现将数据放入一个没有全局索引的表中，然后再用CREATE index创建fulltext索引，要比先为一张表建立fulltext然后再将数据写入的速度快很多。

• 版本支持

Mysql 5.6之前版本，只有MyISAM支持全文索引，5.6之后，Innodb和MyISAM均支持全文索引。另外，只有字段的数据类型为 char、varchar、text 及其系列才可以建全文索引。

• 案例

创建数据表t_articles

CREATE TABLE t_articles (
  id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY,
  title VARCHAR(200),
  body TEXT,
  FULLTEXT (title,body)
);

给现有的article表的title和body字段创建全文索引，索引名称为fulltext_article

ALTER TABLE t_articles ADD FULLTEXT INDEX fulltext_article (title, body);

导入测试数据

INSERT INTO t_articles VALUES
(NULL,'MySQL Tutorial', 'DBMS stands for DataBase ...'),
(NULL,'How To Use MySQL Efficiently', 'After you went through a ...'),
(NULL,'Optimising MySQL','In this tutorial we will show ...'),
(NULL,'1001 MySQL Tricks','1. Never run mysqld as root. 2. ...'),
(NULL,'MySQL vs. YourSQL', 'In the following database comparison ...'),
(NULL,'MySQL Security', 'When configured properly, MySQL ...');
INSERT INTO t_articles VALUES
(NULL,'abc', 'zs red blue ...'),
(NULL,'xyz', 'ls white');
INSERT INTO t_articles VALUES
(NULL,'aaa', 'zs red blue ...'),
(NULL,'bbb', 'ls white red');

• 示例一：自然语言模式（IN NATURAL LANGUAGE MODE，默认模式）

SELECT * FROM t_articles where MATCH (title,body) AGAINST ('database')

• 示例二：布尔搜索模式（IN BOOLEAN MODE）

#包含red或者blue
SELECT * FROM t_articles where MATCH (title,body) AGAINST ('red blue' IN BOOLEAN MODE );
#包含red，但是必须包含blue
SELECT * FROM t_articles where MATCH (title,body) AGAINST ('red +blue' IN BOOLEAN MODE );
#包含red，但是一定不能包含blue
SELECT * FROM t_articles where MATCH (title,body) AGAINST ('red -blue' IN BOOLEAN MODE );

注意：长度超过2的英文关键字才会生效

• 示例三：中文搜索

5.6之后MySQL自带ngram解析器，可以解析中日韩三国文字，如果不使用ngram解析器，则MySQL默认使用空格与符号作为分隔符（对于英文自然够用了，但对于中日韩文字就不好用了，所以才需要ngram解析器）。

查看数据库版本

select version();

查看数据库引擎

show engines;

修改MySQL全文检索最小许可字符

[mysqld]
ft_min_word_len = 2

全文检索的最小许可字符(默认4，通过 SHOW VARIABLES LIKE ‘ft_min_word_len’ 可查看)，中文通常是两个字就是一个词，所以做中文的话需要修改这个值为2最好。services.msc

注意：必须要重启Mysql服务

创建全文索引并设置ngram解析器

ALTER TABLE t_book
ADD FULLTEXT INDEX fulltext_bookname_type (bookname, booktype) WITH PARSER ngram;

基于t_book表中的bookname和booktype字段创建全文索引并设置ngram解析器，让其支持中文检索。

关键词搜索：

SELECT * FROM t_book where MATCH (bookname, booktype) AGAINST ('三国')

好啦，本篇分享就到此为止！如果你看完本篇文章有所收获，请不要忘记点个赞，或者留下你的思考与问题，祝你变得更强！！!