索引

什么是索引

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
（就好像书的目录一样，它的作用就是用来加速数据库查询的）

索引的作用

数据库中过的表，数据，索引之间的关系，类似书架上的图书，书籍内容和书目录的关系
素银所起的作用类似于数据目录，可用于快速定位，检索数据
索引对于提高数据库的性能有很大的帮助

为什么要有索引

因为数据库上的数据都是存储在磁盘上的（而磁盘的操作是非常慢的(10^-3)，而内存的操作是非常快的(10 ^-9)，内存操速度远超于磁盘操作速度），然后磁盘是很大的，而内存比磁盘要小很多，所有磁盘(比如C盘)上的数据会被永久保存（除非自己删除）,内存的数据重启电脑之后就没有了。而数据库的数据一定是要永久保存的，因此必须存在磁盘上面，但是磁盘操作速度慢，因此需要辅助功能（索引）来进行查询，而且磁盘如果在数据量比较大的情况下进行按顺序查询速度比较慢，而索引的诞生就解决了这个问题。

实现索引的方式

索引是使用哪种数据结构实现的呢？数据结构可以分为四类
线性表（数组，链表，堆栈……）
树（二叉树，AVL树，B树……）
图（图属于特殊的二叉树）
其他类型数据（跳表，压缩表……）

既然有这么多数据结构，那么我们该如何抉择？

哈希表：（根据哈希函数，得到哈希值，然后在链表中的位置进行遍历的key查询，找到最终位置），但是哈希函数只能怪很快的进行查询具体某一个数据的位置，但是数据库存在着范围查询，然后这个是哈希表实现不了的（×）
二叉搜索树：因为对二叉搜索树进行中序遍历，得到的将是有序的数据，那么既可以查询到具体的某一个数据，也可以查询到某一个范围的数据（即分别找到范围的起始和终止范围，然后就查询到了范围数据），但是为什么不用二叉树呢？1 .因为当有海量数据的时候，每个节点只能存储一个数据，那么需要进行磁盘遍历的次数就会很多，需要的时间就会很长.2.因为二叉树只有两个叉，因为当有很多数据的时候，此时二叉树的层高就会很高，那么比较的次数也就越多，导致效率很低

索引底层是使用 B +树来进行实现

B树又分为B-（-是连接符）和B+树，他是一个多分枝的结构

B树

B树查询流程：
如上图我要从上图中找到 E 字母，查找流程如下
（1）获取根节点的关键字进行比较，当前根节点关键字为M，E<M（26个字母顺序），所以往找到指向左边的子节点（二分法规则，左小右大，左边放小于当前节点值的子节点、右边放大于当前节点值的子节点）；
（2）拿到关键字D和G，D<E<G 所以直接找到D和G中间的节点；
（3）拿到E和F，因为E=E 所以直接返回关键字和指针信息（如果树结构里面没有包含所要查找的节点则返回null）；

B树的优点：

b树的层高更低
b树每个节点可以存储多个数据

但是索引底部却不是使用B树，而是使用B+树来实现的，也就是对B树的一个改进

B+树的结构

B+树的优点：

把每一层的节点使用链表进行关联（省去了O(n)的中序遍历，直接进行链表查询就可以得到区间信息）
把所有的数据存储在叶子节点，而非叶子节点只存储辅助查询的ID信息
把所有的非叶子节点存储在内存中，因此查询性能就大大提升了

索引的使用

对于索引的操作只能增加，删除，和查找操作，没有修改操作
当我们创建主键约束（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。
注意：外键的索引是创建在子表当中的
索引类型主键索引（不能删除）、外键索引（不能删除）、普通索引、唯一索引

查看索引

如：当我创建一个student表，并将其id设置为主键之后，查看这个表的索引

查看索引：show index from 【表名】

就会发现自动创建了一个名为“PRIMARY”的索引

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

创建索引：create index 索引名 on 表名(字段名);

删除索引
注意：主键索引和外键索引是不能够被删除的

删除索引：drop index 索引名 on 表名;

注意：foreign key 创建索引在子表中而非主表中的原因

设计层面的考虑：foreign key是在子表中进行创建和操作的，出于软件设计层面解耦的考虑，不能在操作子表的时候，影响到其他表
出于业务层面考虑：因为子表的业务量更大，应该把索引给业务量大的表

注意：唯一索引注意点

比如现在又一个student表，里面又两个字段（id，name）当我们将设置成unique的时候，然后我们添加一个数据（1，’Java‘），这时候因为当我们创建unique的时候会自动帮我们创建索引，那么在当我们添加（1，’mysql‘）的时候，因id和前面的重复了，所以会添加失败，但是当我们删除这个表的索引之后，就能够添加成功，是因为我们删除唯一索引之后，那么这个unique约束也就失效了

那么此时就会有人可能是不小心删除索引了怎么办？

此时肯定会有人就说：那我们直接在创建一个索引不就行了，但是一操作就会发现失败，是因为如果想要创建索引，必须保证创建索引的这一列数据中没有重复项，因为前面我们添加了（1，’Java‘）和（1，’mysql‘）这两条数据，id相同，所以当你去创建索引的时候就会发现创建失败

那么如果解决呢？

首先可以将name = ’mysql‘的数据删除，然后在去创建唯一索引（注意：一定是唯一索引，不能是普通索引哦（也就是在index前面加上unique）），此时就会发现创建成功，然后再去添加id重复字段就会发现添加失败

索引的使用场景

要考虑对数据库表的某列或者某几列创建索引，需要注意：

数据量较大，且经常对这些列进行条件查询
该数据库表的插入操作，及对这些列的修改操作频率较低
索引会占用额外的磁盘空间
也即是：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

事物

什么是事物

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。

事物的操作

事物的执行步骤：

开启事物：start transaction;
一系列的SQL操作
提交或回滚事物（rollback/commit）
说明：rollback即是全部失败，commit即是全部成功。

示例

比如：
此时史迪仔要给蓝精灵转1000元，按道理说
史迪仔的账户 -1000
蓝精灵的长湖 +1000
此时如果突然停电了，那么史迪仔的账户就会凭空消失1000元，而此时蓝精灵的账户却没有增加1000
元

使用事物：
也就是将多个操作步骤合并成一个执行单元的操作，要么全部执行成功，要么不执行（反补的机制回滚数据）
比如此时还是停电了，但是史迪仔还是-1000元，但是因为停电了，索引此时这1000元是在磁盘上的，当通电之后，此时发现磁盘上还有一个执行了一半的数据，此时就会执行这个反补的回滚机制，就会给史迪仔的账户+2000元

start transaction;
-- 史迪仔账户减少2000
update accout set money=money-2000 where name = '史迪仔';
-- 蓝精灵账户增加2000
update accout set money=money+2000 where name = '蓝精灵';
commit;

事务的四大特性

原子性：一系列操作的数据，要么全部执行成功，要么不执行
持久性：事务执行完成之后，所有的操作结果必须持久化到磁盘进行永久保存
一致性：事务执行前，后，必须保证数据的安全性（有效性）
隔离性：一个事务在执行的时候对其他并发事务是隔离的

隔离性（重）：

隔离级别（四种）：

读未提交
读已提交
不可重复读
串行化

隔离性存在的三个问题

脏读
幻读
不可重复读

为什么要有这个四个隔离级别呢？
其实解决的就是并发事务操作级别的问题

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