MySQL索引和事务笔记

一、索引

1. 索引是什么？

• 类似于书的目录（Index），用于加速查询。
• 查询时默认全表遍历，复杂度 O(N)，每行需硬盘读取，效率低。
• 索引通过特殊数据结构（如B+树）提升查询速度。

2. 索引的优缺点

优点

• 显著提升查询效率，特别是大数据量场景。
• 查询频率高于增删改的业务场景下尤为合适。

缺点

• 占用额外存储空间。
• 增删改操作时需同步维护索引，可能影响写入性能。

3. 索引的操作

• 查看索引
  show index from 表名;
  主键、唯一键（unique）、外键（foreign key）都会自动生成索引。

• 创建索引
  create index 索引名 on 表名(列名);
  注意：大表上创建索引是危险操作，可能导致大量IO，建议提前规划。

• 删除索引
  drop index 索引名 on 表名;
  只能删除自建索引，不能删除自动生成的主键/唯一索引。

4. 索引背后的数据结构

• 二叉搜索树
  高度大、IO次数多，不适合数据库索引。

• 哈希表
  只支持等值查询，不支持范围和模糊查询。

• B+树（主流索引结构）

  • N叉搜索树，树高度低，减少硬盘IO。
  • 叶子节点存储所有数据，并通过链表连接，方便范围查询。
  • 查询都落在叶子节点，查询开销稳定。
  • 非叶子节点只存key，不存数据，空间占用小。
  • 适合数据库大规模数据的高效检索。

5. 面试高频问题

• 索引是什么？解决了什么问题？
• 索引的代价（空间、写入性能）。
• 如何操作索引？注意事项？
• 索引的数据结构及B+树的优势。

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二、事务

1. 事务的作用

• 保证一组SQL操作的原子性，要么全部执行，要么全部不执行（回滚）。
• 典型场景：银行转账，防止只转出未转入。

2. 事务的实现机制

• 数据库通过日志体系记录每一步操作，支持回滚和崩溃恢复。
• 不是所有操作都能回滚（如drop database）。
• 事务操作应尽量简短，避免长事务。

3. 事务的基本操作

• 开启事务：start transaction;
• 提交事务：commit;
• 回滚事务：rollback;

4. 事务的四大特性（ACID）

1. 原子性（Atomicity）
   要么全部执行，要么全部不执行。

2. 一致性（Consistency）
   事务前后，数据都处于合法状态。

3. 持久性（Durability）
   事务提交后，数据永久保存在硬盘。

4. 隔离性（Isolation）
   并发事务间互不干扰，避免相互影响。

5. 并发事务常见问题

• 脏读
  一个事务读取到另一个未提交事务的数据。

• 不可重复读
  同一事务内多次读取，数据被其他已提交事务修改，导致结果不一致。

• 幻读
  一事务多次查询，期间其他事务插入/删除了数据，导致结果集数量不同。

6. 事务隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	并发性	说明
read uncommitted	有	有	有	最高	可读未提交数据，最不安全
read committed	无	有	有	较高	只读已提交数据
repeatable read	无	无	有	较低	读写都加锁，MySQL默认级别
serializable	无	无	无	最低	串行执行，最安全最慢

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三、总结与建议

• 索引是提升查询性能的利器，但需权衡空间和写入性能。
• B+树是数据库索引的核心结构，掌握其原理有助于面试答题和实际优化。
• 事务保证数据可靠性，理解ACID和隔离级别是数据库开发的基础。
• 索引和事务都需结合实际业务场景合理使用，避免过度依赖或滥用。