索引

是什么

类似于目录，提高查询的速度，但是本身会占用空间，增删数据的时候也需要维护索引。所以查询操作频繁的时候可以创建索引。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。

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索引。

查询索引  

show index   from  表名；

创建索引

当数据库的数据量很大时，创建和删除索引是很危险的操作，会大量消耗CPU，IO等资源，可能导致数据库卡死。所以要在放入数据之前，或者数据库中的数据量不大时创建索引。如果要给一个数据量很大的数据库添加索引，就需要再准备一个服务器，在空的数据库中创建好索引，将另一个数据库的数据慢慢导入这个空的数据库里。

create   index   索引名   on    表名（列名 ）；//底层是创建出一棵独立的B+树来组织索引，跟主键的B+树没有关联。是两棵独立的树。

删除索引

drop index   索引名    on   表名 ；

底层结构

数据库的索引是用B+树表示存储的。

B+树结构

仅叶子节点存储数据并通过链表指针连接（叶子节点从左到右是有序的，且存储在一块连续内存空间，避免频繁访问硬盘，一次硬盘IO就能读出整个节点数据；访问的数据都在叶子节点，树高一样，则每次查询次数是稳定的）；

非叶子节点存储键，键值为其叶子节点中的最大值（方便进行范围查询，锁定叶子节点中数据的位置）；

当叶子节点个数达到阈值，会进行分叉。（索引在内存中，个数增加了对速度影响不大，但叶子节点存在硬盘中，访问硬盘的速度比访问内存满很多，所以要进行分叉，根据索引查找数据时范围更精确）

1.N叉搜索树（多叉树可以控制树的高度）

2.父节点以叶子节点中最大值的形式存在（快速锁定子树的数据范围）

3.叶子节点这一层用链表结构连上，不用再回溯到父节点。（范围查寻更高效）

4.数据存储在叶子节点，索引存在非叶子节点中，因为占用空间小，索引就存在内存中。（索引在内存中加快查找速度）

为什么用B+树，不用其他数据结构？

AVL树是严格的自平衡二叉搜索树（子树高度差不能超过1），随便进行一下增删改就会触发AVL树旋转。每一次旋转都有对应的开销，所以用AVL树除了查询外，其他操作的效率不高，每一次增删都需要维护树的平衡；

而红黑树虽然旋转的概率没有AVL树高，但他是二叉树，当数据量很大时，树的高度就会很高，高度每增加一层，查询比较次数就多一次，而数据库数据索引是存储在硬盘上的，每一次对硬盘的IO操作很耗时间，查询的速度就会慢很多；

hash表存储数据是无序的，不能进行范围查询（不能用>或者<找到一个范围的数据），只能比较相同key值的数据，因为经过hash函数的计算，原来key之间的大小关系 已经不能通过计算出来的hash值反应了。

事务

什么是事务

当实现一个目的需要多个sql语句执行时，将这些sql语句打包成的一个整体，称作事务。事务中的sql语句要么全部执行成功，要么全部失败。对于转账这类场景，开启事务更能保证安全。当A给B转账500，A的账号-500，如果设备发生故障，sql没执行完，B的账户没有+500，如果没有开启事务，那么这500就消失了。开启事务后，出现故障后，会撤销对A账户执行的操作，将A账号的金额还原到转账前。

使用

1.start  transaction ;//开启事务

2.中间执行多个sql语句

3.rollback或commit  

rollback表示回滚，中间的sql语句全部执行失败，commit表示提交，sql全部执行成功。

进行回滚了，name为a的数据没有插入成功。

基本特性

1.原子性

事务里的sql语句执行要么都成功执行，要么都不执行。当一部分sql语句执行成功，出现网络崩溃，计算机死机，主机掉电等操作时，像网络崩溃这种不影响数据库的，则会执行回滚操作，将已经执行的sql语句造成的影响恢复到没执行时候的情况。当事务执行时，sql语句会记录在mysql日志中，像主机掉电这种情况，数据库没办法运行的时候，也不影响执行回滚操作，当电来了，恢复正常，数据库会根据日志信息执行回滚。

2.一致性

执行事务之后，数据能对得上；事务没执行成功，执行回滚后，能与执行事务之前数据一样。

3.持久性

持久性指数据被存在硬盘上，主机/程序重启后，数据依然存在。事务执行具有持久性，对数据库造成的修改，会保存在硬盘上持久存在。

4.隔离性

在执行并发操作时存在的概念。隔离性提高，并发能力就降低，数据库服务器执行效率就会降低，但数据准确性会提高 。当多个客户端同时对服务器发起事务时，可能存在下面几种情况。

1.脏读问题：读取到其他事务未提交的数据

当执行事务A对某一张表做一些修改时，事务B在事务A还没执行完就来读取这张表的数据，但是B这时读取的表的数据是临时的，B如果基于这个临时数据进行一些操作，结果可能不正确。这样导致的问题称作脏读问题，这个临时数据也称‘脏数据’。

2.不可重复读问题：指同一事务内相同查询条件多次执行结果不同（数据值被修改）

当事务B有多个读的操作时，有一个事务C要对这张 表做修改，这样可能导致事务B多个读的结果前后不一致。

3.幻读问题：指同一事务内相同范围查询返回的行数发生变化（新增或删除行），这是不可重复读的特殊情况。

MySQL 的四个隔离等级

可以在MySQL的配置文件中设置等级

1.read uncommitted:允许读取其他事务未提交的数据  ；//存在脏读+不可重复读+幻读，

这样就是降低了并发时事务之间的影响，提高了隔离性，牺牲了部分效率，提高了数据准确性。

2.read  committed:只能读取其他事务提交后的数据；//解决脏读 ，存在不可重复读+幻读，进一步降低了并发性，提高安全性。

3.repeatable  read: 针对读和写操作都加锁了；//解决了脏读+不可重复读，存在幻读问题 （MySQL默认隔离等级）

4.串行化(serialiable) :所有事务串行执行；//严格的一个接一个执行，这时完全没有并发，也就不存在上诉三个问题；隔离性是最高的，效率是最低的。