MySQL索引与事务详解

一、前言

上一章我们讲解了MySQL的手工编译安装流程以及相关的数据库操作命令（sql语句），本文将要详细介绍MySQL索引与事务的概念及原理，并初步了解MySQL数据库视图概念，简述数据库的存储过程。

二、索引

2.1索引的概念——什么是索引?

一般来说，一篇论文，或者说一本书，都有其目录，而目录一般是所有章节的概述，或者说是要点核心，而索引的概念其实也与之类似。

索引，顾名思义，就是一个方便用户搜索所需资源的引导，只不过在数据库中，索引一般被认为是一种特殊的文件，尤其在Linux系统中（"一切皆文件"）。从专业术语上解释其含义就是“代表记录的引用指针”。

2.2索引的作用

加快查询速度，提高工作效率；
降低i/o成本，提供基础排序；
加快多表之间的连接；
支持唯一性索引（下面会介绍什么是唯一性索引），保证数据表中数据的唯一性性；

2.3索引的分类

2.3.1普通索引

就是一般的索引，只是为了区别于其他特殊索引的一个统称

2.3.2唯一性索引

与普通索引基本类同，区别在于，唯一性索引的列中的所有值都不相同，即“唯一”。

简单举例来说，学生数据表，年龄可以是普通索引，但不可以是唯一性索引，但是详细住址可以是。

2.3.3主键索引

本质上也是一种唯一性索引，但必须指定为“primary key”，该索引要求主键中的每个值都唯一。上篇文章中，我们提及到了主键的概念，其特点也是“非空唯一”。

2.3.4全文索引

索引类型为FULLTEXT，全文索引可以在char、vachar或者text类型的列上创建。

2.3.5单列索引与多列索引

可以在单列或多列上创建索引。多列索引一般用于区分其中一列可能有相同值的行。

2.4创建索引的原则：建立在表上的（索引依赖于表）

索引可以提升数据库的查询速度，但并非所有的数据表都需要创建索引。因为索引本身也是需要占用系统资源的，或许一般情况下这个问题不会很突出，因为服务器的资源在一定程度上还是能够正常支持的，但是如果索引文件过大，其大小可能达到操作系统允许的最大文件限制。

并且，如果说索引使用不当也会造成数据库的负担。因此，数据库创建索引也是有其原则的。

2.4.1创建索引的原则依据

表的主键、外键必须有索引；
达到一定量的表（300行记录）应该有索引；
表之间的连接字段上应该建立索引；
不能使用唯一性太差的字段作为索引；
更新频繁的字段也不适合作为索引；
小字段适合建立索引，长的字段则不适合建立索引；

2.5索引的优缺点

优点：快速查询所需资源

缺点：占用空间以及资源

2.6创建及查看索引

首先我们需要保证数据库中有表，且表内有数据；

mysql> select * from fruit_info;                               
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
+----+-------+---------+
3 rows in set (0.00 sec)

2.6.1创建普通索引

命令格式：create index <索引名> on 数据表（列名）；

实例：

mysql> create index id_index on fruit_info(id);
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> show index from fruit_info;  #查看索引语句也可以将index换成“keys”
+------------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table      | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+------------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| fruit_info |          1 | id_index |            1 | id          | A         |           3 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+------------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
1 row in set (0.00 sec)

其中Non_unique为1，表示不是唯一性索引；Key_name 对应的是索引名称，这里就是id_index；

2.6.2创建唯一性索引

命令格式：create unique index <索引名称> on 数据表（列名）；

实例：

mysql> create unique index type_index on fruit_info(newtype);
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from fruit_info;
+------------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table      | Non_unique | Key_name   | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+------------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| fruit_info |          0 | type_index |            1 | newtype     | A         |           3 |     NULL | NULL   | YES  | BTREE      |         |               |
| fruit_info |          1 | id_index   |            1 | id          | A         |           3 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+------------+------------+------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
2 rows in set (0.00 sec)

这里的索引名称为type_index，与之对应的Non_unique的值为0，表示其为唯一性索引。并且唯一性索引的值都不一样。

那么我们考虑一个问题：数据库中的表的字段是否既可以是普通索引，又可以是唯一性索引？

我们来实操验证一下：

mysql> create unique index id_index_new on fruit_info(id);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from fruit_info;
+------------+------------+--------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table      | Non_unique | Key_name     | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+------------+------------+--------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| fruit_info |          0 | id_index_new |            1 | id          | A         |           3 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| fruit_info |          0 | type_index   |            1 | newtype     | A         |           3 |     NULL | NULL   | YES  | BTREE      |         |               |
| fruit_info |          1 | id_index     |            1 | id          | A         |           3 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+------------+------------+--------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)

事实证明是可以的，但是我们需要知道唯一性索引与普通索引的区别就在于“唯一性”上。如果创建了唯一性索引，那么在插入数据记录的时候就需要注意字段匹配时的唯一性。

2.6.3创建主键索引

命令格式:（1）创建表的时候创建主键：create table 表名（[ ... ]，primary key(列的列表)）；

（2）修改表结构加入主键：alter table 表名 add primary key；

实例：

mysql> create table student (id int not null,sex char(2),age int not null,hobby varchar(20),primary key(id,hobby));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> show index from student;
+---------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table   | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+---------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| student |          0 | PRIMARY  |            1 | id          | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          0 | PRIMARY  |            2 | hobby       | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+---------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
2 rows in set (0.01 sec)

一个表里面只能有一个主键，但一个主键可以由多个字段组成。

mysql> alter table fruit_info add primary key(id);
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from fruit_info;
+------------+------------+--------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table      | Non_unique | Key_name     | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+------------+------------+--------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| fruit_info |          0 | PRIMARY      |            1 | id          | A         |           4 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| fruit_info |          0 | id_index_new |            1 | id          | A         |           4 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| fruit_info |          0 | type_index   |            1 | newtype     | A         |           4 |     NULL | NULL   | YES  | BTREE      |         |               |
| fruit_info |          1 | id_index     |            1 | id          | A         |           4 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+------------+------------+--------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
4 rows in set (0.00 sec)

主键索引是设置主键后自动创建的，无需指定名称，系统自动生成名字“primary”。主键索引与唯一性索引区别就在于唯一性索引可以为null，而主键索引为not null，所以可以简单用公式理解：primary index = not null + unique index；

2.6.4全文索引

全文索引可以建立的字段类型在前面已经提及了，命令格式如下：

1、create table 表名（列名 text，FULLTEXT（列名））engine=MyISAM；

2、alter table 表名 add FULLTEXT（列名）；

实例：

查看数据库的存储引擎类型：（存储引擎我们下一篇文章会讲解）

mysql> show table status from fruit where name='student'\G
*************************** 1. row ***************************
           Name: student
         Engine: InnoDB
        Version: 10
     Row_format: Dynamic
           Rows: 0
 Avg_row_length: 0
    Data_length: 16384
Max_data_length: 0
   Index_length: 16384
      Data_free: 0
 Auto_increment: NULL
    Create_time: 2020-01-06 19:12:24
    Update_time: NULL
     Check_time: NULL
      Collation: utf8_general_ci
       Checksum: NULL
 Create_options: 
        Comment: 
1 row in set (0.00 sec)

mysql> alter table student add fulltext(hobby);
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> mysql> show keys from student;
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table   | Non_unique | Key_name    | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| student |          0 | PRIMARY     |            1 | id          | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          0 | PRIMARY     |            2 | hobby       | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          1 | hobby       |            1 | hobby       | NULL      |           0 |     NULL | NULL   |      | FULLTEXT   |         |               |
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)

2.6.5多列索引

在创建索引时指定多列即可

命令格式：create index 索引名 on 表名（字段1，字段2）；

实例：

mysql> create index mo_index on student(id,hobby)
    -> ;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from student;
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table   | Non_unique | Key_name    | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| student |          0 | PRIMARY     |            1 | id          | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          0 | PRIMARY     |            2 | hobby       | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          1 | mo_index    |            1 | id          | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          1 | mo_index    |            2 | hobby       | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          1 | hobby       |            1 | hobby       | NULL      |           0 |     NULL | NULL   |      | FULLTEXT   |         |               |
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
6 rows in set (0.00 sec)

2.7删除索引

命令格式：

2.7.1直接删除索引

格式：drop index 索引名 on 表名；

实例：

mysql> drop index mo_index on student;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from student;
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table   | Non_unique | Key_name    | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| student |          0 | PRIMARY     |            1 | id          | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          0 | PRIMARY     |            2 | hobby       | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          1 | hobby       |            1 | hobby       | NULL      |           0 |     NULL | NULL   |      | FULLTEXT   |         |               |
+---------+------------+-------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
4 rows in set (0.00 sec)

2.7.2修改表是删除索引

格式：alter table 表名 drop index 索引名；

实例：

mysql> alter table student drop index hobby;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from student;
+---------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table   | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+---------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| student |          0 | PRIMARY  |            1 | id          | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| student |          0 | PRIMARY  |            2 | hobby       | A         |           0 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+---------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
2 rows in set (0.00 sec)

2.7.3删除主键索引

格式：alter table 表名 drop primary key；

实例：

mysql> alter table student drop primary key;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from student;
Empty set (0.00 sec)

当然如果在修改表结构的时候，删除了包含索引的列，那么对应的索引也会被删除。

三、事务

3.1事务的概念

将多个命令作为整体执行，要么都成功要么都不执行，如银行转账；

如果执行事务的时候，前面的一部分成功了，而最后的一部分失败了，那么就会实行“回滚“机制，将执行操作回到事务的起点位置，数据没有发生结果性变化。

3.2事务的ACID特点（4个）

3.2.1原子性

事务是不可分割的工作逻辑单元，事务可以包含多个sql语句，但整个事务是一个完整的操作，不可分割；（比如转账，转账过程中一但出现error，那么就会回滚到起初状态，二者资产不会有任何变化）

3.2.2一致性

事务执行前和执行后数据必须处于一致状态，但是执行过程中是动态变化的；（比如转账，转账前和转账后双方资产的总和是不变的（不考虑手续费等其他费用的情况））

3.2.3隔离性

并发事务是彼此隔离的，事务之间必须是独立（比如打电话，甲和乙打电话不会影响丙和丁打电话）

3.2.4持久性

事务结果都是永久的并且是不可逆的（比如转账的结果，如果发生纠纷再次处理就是另一个事务了。）

3.3事务的操作

3.3.1自动提交

默认的情况下是自动提交的，就是输入了sql语句就自动提交执行该命令，但一般来说这是不安全的；

3.3.2手动提交

在生产环境中，该模式使用比较多，这是因为手动提交可以通过缓存，内存中的数据显示的结果查看是否出错，错了即实行回滚操作（rollback）（一般会设置回滚点）。

3.3.3使用事务命令控制事务（4个）

begin：表示开始一个事务，后面接多个sql语句；0

commit：表示提交一个事务，对应前面的begin

rollback：表示回滚一个事务，在begin和rollback之间，错误的时候可以回滚。

savepoint：表示设置回滚点配合rollback命令使用。

实例：

首先我们有一个如下的数据表：

mysql> desc fruit_info;   #表结构
+---------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field   | Type         | Null | Key | Default | Extra |
+---------+--------------+------+-----+---------+-------+
| id      | int(4)       | NO   | PRI | NULL    |       |
| price   | decimal(3,2) | NO   |     | NULL    |       |
| newtype | varchar(6)   | YES  | UNI | NULL    |       |
+---------+--------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info; #表数据
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
+----+-------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> begin; #开始一个事务的标志
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into fruit_info values(5,4,'pear');  #插入一个记录
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info; #此时只是放入缓存中使用rollback可以回到最初状态；
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
+----+-------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;             
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
+----+-------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into fruit_info values(5,4,'pear');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> commit;  #提交之后无法使用rollback回到最初状态；
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
+----+-------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
+----+-------+---------+
5 rows in set (0.01 sec)

设置断点——“回滚点”

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into fruit_info values(5,4,'pear');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '5' for key 'PRIMARY'
mysql> insert into fruit_info values(6,4,'grape');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> savepoint s1;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into fruit_info values(7,4,'cherry');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> savepoint s2;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
|  6 |  4.00 | grape   |
|  7 |  4.00 | cherry  |
+----+-------+---------+
7 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback to savepoint s2;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
|  6 |  4.00 | grape   |
|  7 |  4.00 | cherry  |
+----+-------+---------+
7 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback to savepoint s1;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
|  6 |  4.00 | grape   |
+----+-------+---------+
6 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from fruit_info;
+----+-------+---------+
| id | price | newtype |
+----+-------+---------+
|  1 |  2.50 | banana  |
|  2 |  5.50 | apple   |
|  3 |  6.00 | peach   |
|  4 |  6.00 | orange  |
|  5 |  4.00 | pear    |
+----+-------+---------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback to savepoint s1;
ERROR 1305 (42000): SAVEPOINT s1 does not exist

根据以上的结果我们可以得到如下结论：

使用事务命令控制事务是可以实现回滚机制的；

在使用savepoint结合rollback命令时，回滚的位置是根据你执行的命令的最终位置；

如果直接使用rollback命令是直接回到最初状态，且无法回到其他回滚节点。