二、进阶篇🚩
1. 存储引擎🍆
1.1 MSQL体系结构
连接层： 连接处理，连接认证，每个客户端的权限
服务层： 绝大部分核心功能，可跨存储引擎
可插拔存储引擎： 需要的时候可以添加或拔掉，数据存储和提取的方式，数据库服务器通过API与其进行交互。**索引在这一层实现，不同的存储引擎有不同的索引实现方式。**InnoDB是MySQL5.5之后默认的存储引擎。
存储层： 数据存储在磁盘文件中
1.2 存储引擎
1.2.1 简介
发动机，不同的场景需要不同的引擎。**存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式。**存储引擎是基于表的，不是基于库的，也可被称为表类型。
# 在创建表时指定存储引擎
creat table 表名(
字段名 字段类型 [comment 字段注释],
……
字段名 字段类型 [comment 字段注释]
)ENGINE = INNODB [comment 表注释];
# 查询当前数据库支持的存储引擎
SHOW ENGINES;
1.2.2 常见的存储引擎
InnoDB
-
1）介绍：兼顾高可靠和高性能的通用存储引擎
-
2）特点：
-
- DML操作遵循ACID模型，支持事务
- 行级锁 ，提高并发访问性能
- 支持外键 FOREIGN KEY约束，保证数据
-
3）文件：文件名.ibd，每张表（参数：innodb_file_per_table）都会有一个表空间文件，存储表结构（frm,sdi）、数据和索引。
-
-
4）逻辑结构：表空间（Tablespace）-段（Segment）-区（Extent）-页（page）-行（Row）；page是磁盘操作的最小单元
MYISAM
- 1）介绍：MYISAM早期MySQL的默认存储器
- 2）特点：
-
- 不支持事务
- 表锁，不支持行锁
- 不支持外键
- 3）文件：
-
- 文件名.sdi：表结构
- 文件名.MYD：数据
- 文件名.MDI：索引
MEMORY
- 1）介绍：存储在内存中，会受到硬件、断电问题的影响。只能将这些表作为临时表或缓存使用
- 2）特点：
-
- 内存存放，速度快
- hash索引
- 3）文件：
- 文件名.sdi
1.2.3 存储引擎的选择
根据特点选；对于复杂系统，可以使用多种存储引擎进行组合
InnoDB： 要求并发、数据操作有插入、查询外，还有很多更新、删除操作
MyISAM： 主要是读和插入数据——评论等——MongoDB代替
MEMORY： 访问速度快，太大的不能缓存在内存中，且无法保障数据的安全性——Redis代替
2. 索引🥕
2.1 索引概述
概念： 索引是一种数据结构，是帮助MySQL高效获取数据的
- 无索引——全表扫描
- 有索引——查找更高效
优点：
- 提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本
- 通过索引列对数据进行排序，降低数据排序成本，降低CPU消耗
缺点：
- 占用空间
- 降低更新表的速度，对表进行插入、更新、删除时，效率低
2.2 索引结构
不同的存储引擎有不同的结构
- B+Tree索引：最常见，大部分引擎都支持——InnoDB、MyISAM
- Hash索引： 底层是哈希表实现，只有精确匹配索引列的查询才有效，不支持范围查询——Memory
- R-tree（空间索引）：MyISAM引擎的一个特殊索引类型，主要用于地理空间数据类型
- Full-text（全文索引）：通过建立倒排索引，快速匹配文档的方式
1）B+Tree：所有元素会出现在叶子节点，形成链表，非叶子节点只是起索引作用；MySQL中进行了优化，是双向循环链表
2）Hash：采用一定的hash算法，将键值换算成新的hash值，映射到对应的槽位上，然后存储在hash表中
注：InnoDB中有自适应hash功能，自动根据B+Tree索引构建hash索引
2.3 索引分类
分类
| 分类 | 含义 | 特点 | 关键字 |
|---|---|---|---|
| 主键索引 | 针对表中主键创建的索引 | 默认自动创建，只能有一个 | PRIMARY |
| 唯一索引 | 避免同一个表中某列数据中的值重复 | 可以有多个 | UNIQUE |
| 常规索引 | 快速定位特定数据 | 可以有多个 | |
| 全文索引 | 找文本中的关键词 | 可以有多个 | FULLTEXT |
InnoDB中的两种索引
聚集索引： 索引结构的叶子节点保存了行数据——必须有，而且只有一个
二级索引： 数据与索引分开存放，索引结构的叶子节点关联的是对应的主键——可以存在多个
回表查询——根据查询条件，在二级索引找到查询的索引值，回到聚集索引中找到整行数据的信息
2.4 索引语法
# 创建索引
CREATE [UNIQUE | FULLTEXT] INDEX index_name ON table_name (index_col_name, ……); -- 索引列可以是单列也可以是多列，多列就是联合索引
-- 索引名称：idx_表名_列名
# 查看索引
SHOW INDEX FROM table_name; -- 指定表的所有索引
# 删除索引
DROP INDEX index_name ON table_name;
2.5 SQL索引性能分析
主要是查询
1）SQL执行频率——查看表中哪种操作的频率高
show global status like 'Com_______';
2）慢查询日志
定位哪些SQL语句的执行效率低，从而对这类型语句进行优化
慢查询日志在/var/lib/mysql/localhost-slow.log
慢查询日志配置：
-
慢查询日志默认没有开启，配置文件存放在/etc/my.cnf中
-
systemctl restart mysqld
-
# 开启MySQL慢日志查询开关 slow_query_log=1 # 设置慢日志的时间为2秒，SQL语句执行时间超过2秒，就会视为慢查询，记录慢查询日志 long_query_time=2
注：Ubuntu中
启动MySQL：service mysqld start
停止MySQL：service mysqld stop
重启MySQL：service mysqld restart
开启慢查询：set global slow_query_log=ON;——临时开，避免在配置文件中进行修改
3）profile详情
# 在做SQL优化的时候帮助了解时间都耗费在哪里
show profiles;
# 查看当前MySQL是否支持profiles
SELECT @@have_profiling;
SELECT @@profiling; # 0没有开关
# 开启
set profiling = 1;
SELECT @@profiling; # 1
# 查看执行的SQL语句的耗时情况
show profiles;
# 查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况
show profile fpr query query_id;
# 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
show profile cpu for query query_id;
4）explain执行计划
explain/desc命令获取MySQL如何执行SELECT语句的信息，包括select语句执行过程中表如何连接和连接的顺序
# 直接在select语句之前加上关键字explain / desc
explain select 字段列表 from 表名 where 条件;
2.6 索引使用
-----where之后的-----
1）最左前缀法则——联合索引（复合索引）
查询从索引的最左列开始，并且不跳过索引中的列；如果跳过某一列，索引将部分失效（后面的字段索引失效）——创建的时候最左边的字段，只要存在就会启动索引，不考虑在selecet中字段排列的前后顺序
2）范围查询
出现>,<这样的范围查询，后面的列索引将会失效。可以使用>=或<=
3）索引列运算
不要再索引列上进行运算操作，否则索引将失效
4）字符串不加引号
字符串不加单引号，存在隐式类型转换——自动类型转换之后，索引就失效了
5）迷糊查询
如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效。如果是头部模糊匹配，索引失效
6）or连接的条件
or前后连接的都有索引，索引才会被用到；否则涉及的索引都不会被用到
7）数据分布影响
如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引
-----from之后的-----
8）SQL提示——操作者提示SQL
在SQL语句中加入一些人为的提示来达到优化操作的目的
# 使用索引
explain select * from 表名 use index(索引名) where 条件判断
# 忽略索引
explain select * from 表名 ignore index(索引名) where 条件判断
# 强制索引
explain select * from 表名 force index(索引名) where 判断条件
-----select之后的-----
9）覆盖索引
查询使用了索引，并且需要返回的列在该索引中已经全部能够找到，减少select*
会在explain的最后一列Extra中显示——正常没有使用条件中包含索引的列，会显示Using where; Using index，性能比较高（不需要回表查询）；否则出现Using index condition性能比较低（回表查询了）；NULL是回表查询
select * 减少使用，极易出现回表查询，降低性能
10）前缀索引——空间和效率的平衡
如果字符串类型很长的时候，直接建立索引会变得非常大，查询得时候会浪费大量得磁盘IO，影响查询效率。——只将字符串得一部分前缀建立索引，节约索引空间，提高索引效率
# 前缀的长度可以根据索引的选择性来决定，而选择性是指不重复的索引值和数据表的记录总数的比值，索引的选择性越高则查询效率越高
# 不重复数/总数=选择性
# 唯一索引的选择性是1，这是最好的索引选择性，性能也是最好的。
create index 索引名 on 表名(column(n));
11）单列索引和联合索引的选择
看select需要的数据，如果只要一列，那单列索引就可以，否则还需要回表查询，就转战联合索引。
2.7 索引设计原则
1）针对数据量大（百万级），且查询比较频繁的表建立索引
2）针对常作为查询条件（where）、排序（order by）、分组（group by）操作的字段建立索引
3）尽量选择区分度高的列作为索引，尽量建立唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高
4）如果是字符串类型的字段，字段的长度较长，可以针对字段的特点，建立前缀索引
5）尽量使用联合索引，减少单列索引，查询时，联合索引很多时候可以覆盖索引，节省存储空间，避免回表
6）控制索引的数量，数量越多，维护索引结构的代价就越大，会影响增删改的效率
7）如果索引列不能存储NULL，要在见表的时候使用NOT NULL进行约束。优化器知道每列是否包含NULL，可以更好地切丁哪个索引最有效地用于查询
3. SQL优化🌽
3.1 插入数据
传统一条一条插入
1）批量插入：500-1000条一次
2）手动提交事务
3）主键顺序插入
4）大批量插入数据——insert性能较低，可以使用MySQL数据库提供地load指令进行插入
# 客户端连接服务器时，加上参数--local-infile
mysql --local-infile -u root -p;
# 设置全局参数local-infile为1，开启从本地加载文件导入数据地开关
set global local_infile = 1;
# 执行load指令将准备好地数据，加载到表结构中
load data local infile '/root/sql/tb_sku1.sql（数据源地址）' into table `tb_sku（表明）` fields terminated by ',' lines terminated by '\n';
3.2 主键优化
顺序插入比乱序插入(页分裂，删除数据时页合并)快
InnoDB存储引擎中数据组织方式：按主键顺序组织存放，这种存储方式地表称为索引组织表（index organized table, IOT）
主键设计原则：
1）在满足业务需求的情况下，尽量降低主键的长度
- 主键作为二级索引的叶子节点，如果太长会占用空间
- 搜索时耗费磁盘IO
2）插入数据时，尽量选择顺序插入，选择使用AUTO_INCREMENT自增主键
3）尽量不要使用UUID（JAVA中生成随机字符串的一个类方法）做主键或者其他自然主键
4）业务操作时，避免对主键的修改
3.3 order by 优化
分类：
1）Using filesort：通过表的索引或全表扫描，读取满足条件的数据行，然后在排序缓冲区sort buffer中完成排序操作——通过索引不直接返回排序结果——>创建联合索引，防止索引失效——>创建索引的时候可以指定排序方式
2）Using index：通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据——不需要额外排序
优化：
1）根据排序字段建立合适的索引，多字段排序时，也遵循最左前缀法则
2）尽量使用覆盖索引
3）多字段排序，一个升序一个降序，可以在联合索引创建时建立规则（ASC/DESC）
4）如果不可避免出现filesort，大量数据排序时，可以适当增大排序缓冲区的大小sort_buffer_size（默认256K）
3.4 group by 优化
在分组操作时，可以通过索引来提高效率
分组操作时，索引的使用也满足最左前缀法则
3.5 limit 优化
问题： 大数据量的时候，越往后，效率越低
优化：
覆盖查询——避免回表
+
子查询形式——其实也是在回表阶段给简化了
3.6 count 优化
问题： InnoDB引擎执行count(*)的时候，需要把数据一行一行地从引擎中读出来，然后累积计数
注： MyISAM引擎把一个表地总行数存在了磁盘上，没有where条件地时候，就会直接返回这个数，效率很高。
优化思路： 自己计数，在Redis中保存一个数来记录
count的几种用法：
count()会一行一行数据进行判断，如果count函数的参数不是NULL，累计值就加1，否则不加
用法：
count(*) ——总记录数，不取值直接累加
count(主键) ——直接累加，不用判断null
count(字段) ——没加NOT NUL约束，如果NULL不加
count(1) ——InnoDB引擎遍历整张表，但不取值。服务层对于返回的每一行，放一个数字“1”，直接按行进行累加。
优化： count(*) ~ count(1) > count(主键id) > count(字段)
3.7 update 优化
没有索引就会锁住整张表
优化： 根据索引字段进行更新，并且索引字段不能失效，否则行锁就会升级为表锁，影响并发性能
4. 视图/存储过程/触发器🥬——存储对象
4.1 视图
概念： 虚拟存在的表(可以像操作表一样对视图进行操作)，使用视图时是动态生成的——视图只保存了查询的SQL逻辑，不保存查询结果。
操作：
# 创建视图
create or replace view 视图名[(列名列表)] as select …… [with[cascaded|local] check option];
# [with[cascaded|local] check option]
# 如果加了检查语句，通过检查语句的记录才会被添加；如果不加检查语句，任意一条记录都可以被添加
# 查询
-- 查看创建视图语句
show create view 视图名称;
-- 查看视图数据
select * from 视图名称;
# 修改
-- 新建或者替换
create or replace view 视图名称[(列名列表)] as select语句 [with[cascaded|local] check option];
-- 真正的修改
alter view 视图名称[(列名列表)] as select语句 [with[cascaded|local] check option];
# 删除
drop view [if exists] 视图名称 [,视图名称] ……
视图的检查选项：
- cascaded（级联）： 创建视图时如果指定了cascaded选项，这个视图基于的视图都会被检查；基于创建了检查选项的视图创建的心视图，如果没有设置检查选项，本条不会被检查。传递的——with cascaded check option == with check option
- local： 创建视图时如果指定了local选项，这个视图基于的视图如果定义了检查选项，那就检查一下，如果没有定义那就不检查了——不传递，不会把自己的带给自己基于的视图
视图的更新：——修改视图会对原表的数据进行修改
- 条件： 视图中的行与基础表中的行之间必须存在一对一的关系。如果视图包含以下任何一项，视图不可更新：①聚合函数/窗口函数（SUM()、MIN()、MAX()、COUNT()）;②Distinct；③Group by；④having；⑤union或union all
视图作用：
- 简单： 经常使用的查询可以定义为视图，之后的操作每次就不用指定全部的条件了
- 安全： 数据库不能授权到特定的行/列上。视图可以让用户看到只让他们查询或修改的数据
- 数据独立： 屏蔽基表的结构变化对查询带来的影响
4.2 存储过程
概念： 多次操作数据库，涉及多次网络请求——>在MySQL中将多个操作放在一个集合中，用的时候去调这个集合（数据库中可以有很多个这样的集合），减少数据在数据库和应用服务器之间的传输，提高数据处理的效率。
缺点： 存储过程难以调用和扩展，更没有移植性
特点：
- 封装、复用
- 可以接收参数，也可以返回数据
- 可以见减少应用服务和数据库之间的网络交互，提升效率
存储过程：
# 创建
create procedure 存储过程名称([参数列表])
begin
--SQL语句
end;
# 在命令行下创建存储过程时，要通过关键字delimiter指定SQL语句的结束符
-- 因为SQL语句中包含分号，命令行会以为输入结束，但实际创建指令还没输入完成
delimiter $$ -- 会以$$为结束符
create procedure cout_user ()
begin
select count(*) from user;
end$$
# 调用
call 名称([参数]);
# 存储过程——计算user表中的总记录数
create procedure cout_user ()
begin
select count(*) from user;
end;
-- 调用
call cout_user();
-- 查看
select * from information_schema.ROUTINES where ROUTINE_SCHEMA = 'test';
-- 查看定义存储过程时的SQL语句
show create procedure cout_user;
-- 删除
drop procedure if exists cout_user;
存储过程中的语法
1）变量
系统变量： MySQL服务器提供的，不是用户定义的。分为全局变量（GLOBAL）、会话变量（SESSION）
# 查看
show [session|global] variables; -- 查看所有系统变量，默认是session。session就是本次会话，global就是其全部会话，但是重启后就回复默认，永久修改要修改配置文件
show [session|global] variables like '……'; -- 可以通过LIKE模糊匹配的方式查找变量
select @@[session|global] 系统变量名; -- 查看指定变量的值
# 设置系统变量
set [session|global] 系统变量名 = 值;
set @@[session|global]系统变量名 = 值;
用户定义变量： 不用提前声明，在用的时候直接’@变量名‘使用，作用域为当前连接
# 赋值
-- 赋值
set @myname = 'xy';
set @myage := 18; # 推荐使用，与比较运算符==区分
set @mygender = '女', @myhobby := 'java';
select @mycolor := 'blue';
select count(*) into @mycount from user;
-- 使用
select @myname, @myage, @mygender, @myhobby;
select @mycolor, @mycount;
局部变量： 根据需要定义的在局部生效的变量，访问前，需要declare声明。可用作存储过程内的局部变量和输入参数，作用范围是begin……end
create procedure p1()
begin
# 声明
declare stu_count int default 0;
# 赋值
set stu_count := 100;
select count(*) into stu_count from user;
select stu_count;
end;
call p1();
2）if判断
if 条件1 then
……
elseif 条件2 then
……
else
……
end if;
3）参数
# 参数类型
-- IN 该类参数作为输入，也就是需要调用时传入值
-- OUT 该类参数作为输出，也就是该参数可以作为返回值
-- INOUT 既可以作为输入参数，也可以作为输出参数
# 用法
create procedure 存储过程名称([IN/OUT/INOUT 参数名 参数类型])
begin
-- SQL语句
end;
4）case
# 语法一
case case_value
when 条件一 then ……
else ……
end case;
# 语法二
case
when 条件一 then ……
else ……
end case;
5） while
# 语法
# 先判断条件，如果条件为true，则执行逻辑，否则，不执行逻辑
WHILE 条件 DO
SQL逻辑
END WHILE;
-- 计算1-n的和
create procedure p(in n int)
begin
declare total int default 0;
while n > 0 do
set total := total + n;
set n := n - 1;
end while;
select total;
end;
call p(100);
6）repeat——满足条件则退出循环
repeat
SQL逻辑
until 条件
end repeat;
7）loop
[begin_label:] loop
SQL逻辑
end loop [end_label];
LEAVE label; -- 退出指定标记的循环体（相当于break）
ITERATE label; -- 直接进入下一次循环（相当于continue）
8）游标
概念： 用来存储查询结果集的数据类型 ，在存储过程和函数中可以使用游标对结果集进行循环处理。（类似集合、list）
内容： 声明、OPEN、FETCH、CLOSE
# 声明游标 注：先声明普通变量，再声明游标
declare 游标名称 cursor for 查询语句; -- 将查询语句的结果存在游标中
# 打开游标
open 游标名称;
# 获取游标记录
fetch 游标名称 into 变量 [, 变量]; -- 将游标中包含的多条数据记录，每次提取一条（配合while使用）
# 关闭游标
close 游标名称;
9）条件处理程序
用来定义再流程控制结构执行过程中遇到问题时相应的处理步骤
# 声明
declare handler_action handler for condition_value [, condition_value] … statement;
/*
handler_action
continue 继续执行当前程序
exit 终止执行当前程序
condition_value
sqlstate '状态码'
sqlwarning 所有以01开头的状态码的简写
not found 所有以02开头的状态码的简写
sqlexception 没有被以上两种捕获的状态
*/
10）存储函数——存储过程的特殊情况，参数为in，必须有返回值，独特的是他有自己的语法
create function 存储函数名称([参数列表])
returns type [characteristic…]
begin
SQL语句
return……;
end;
/*
characteristic说明——必须有，否则会报错
deterministic：相同的输入参数总是产生相同的结果
no sql：不包含sql语句
reads sql data：包含读取数据的语句，但不包含写入数据的语句
*/
4.3 触发器
1）概念——数据库管理员可以监控到所有用户操作数据库的每一条操作信息
触发器是与表有关的数据库对象，在insert/update/delete之前或之后，触发并执行触发器中定义的SQL语句集合
作用： 在数据库端确保数据的完整性、日志记录、数据校验等操作
使用别名OLD和NEW来引用触发器中发生变化的记录内容
注： 现在触发器只支持行级触发器（执行一个SQL语句，影响了多少行就执行多少次），不支持语句级触发器（执行一个SQL语句，不管影响了多少行，只执行一次）
before——在操作数据前 ，对数据进行合法性检查
2）语法
# 创建
create trigger 触发器的名字
before/after insert/update/delete
on 表名 for each row -- 行级触发器
begin
trigger_stmt;
end;
# 查看
show trigger;
# 删除
drop trigger [schema_name.]trigger_name; -- 如果没有指定schema_name，默认是当前数据库
3）应用场景
- 记录操作日志
- 数据校验
5. 锁🥦
5.1 概述
计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制，数据库中的锁也是想让共享数据能保证并发访问的一致性和有效性
锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素
分类——粒度
- 全局锁： 锁住数据库中的所有表
- 表级锁： 每次操作锁住整张表
- 行级锁： 每次操作锁住对应的行数据
5.2 全局锁
应用场景： 全库的逻辑备份，对所有表进行锁定，从而获取一致性视图，保证数据的完整性
# 加锁
flush tables with read lock;
# 备份操作
mysqldump -u 用户名 -p 密码 数据库名 > 备份文件名 -- 不是sql语句，命令行就行，不用在mysql中执行
# 释放锁
unlock tables;
问题：
- 如果在主库上备份，备份期间都不执行更新，业务停摆
- 如果在从库上备份，在备份期间，从库不能执行主库同步过来的二进制日志，导致主从延迟
InnoDB中不加锁实现一致性数据备份
# 在备份时加入参数--single-transaction
mysqldump --single-transaction -uroot -p 123456 数据库名 > 备份文件名
5.3 表级锁
锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低
分类
1）表锁
- 表共享读锁（read lock）：只能读不能写，不会阻塞其他客户端的读，会阻塞其他客户端的写，释放掉锁之后，就可以执行写
- 表独占写锁（write lock）：能读能写，其他客户端不能读也不能写
# 加锁
lock tables 表名（可以是多个表） read/write;
# 释放锁
unlock tables; / 客户端断开连接
2）元数据锁（meta data lock，MDL）
系统自己加的，在有事务的时候，事务中进行查询，系统就会自动加上共享读锁SHARED_READ，另一个事务进行插入、更新、删除操作的时候，系统会自动加上共享写锁SHARED_WRITE，他俩是兼容的，事务提交后就释放掉。但是修改表结构也就是alter table的时候，系统会加上EXCLUSIVE锁，是排他锁，可以理解为修改表结构，那么增删改查都不能同时进行的。
# 查看元数据锁的语法
select object_type, object_schema, object_name, lock_type, lock_duration from performance_schema.metadata_locks;
3）意向锁
解决：在加入行锁的时候对表加上意向锁，再来一个线程想要对该表进行加锁，那么就检查想要加的锁和意向锁列表能不能是兼容的，能兼容就加，互斥的情况就阻塞等待着
意向锁分类
- 意向共享锁（IS）：与表锁共享锁（read）兼容，与表锁排他锁（write）互斥
- 意向排他锁（IX）：与表锁共享锁（read）及排他锁（write）都互斥。意向锁之间不会互斥
# 查看意向锁及行锁的加锁情况
select object_type, object_schema, object_name, lock_type, lock_duration from performance_schema.data_locks;
5.4 行级锁
概念： 每次操作锁住对应的行数据。锁粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应用在InnoDB存储引擎中
InnoDB数据是基于索引组织的，行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的，而不是对记录加的锁。——如果不通过索引条件检索数据，那么InnoDB将对表中的所有记录加锁，此时会升级为表锁
分类
-
行锁（Record Lock）：锁定单个行记录，防止其他事务对此行进行update和delete。在RC和RR隔离级别下都支持——事务！！开始事务自动加锁，事务提交自动释放锁。
共享锁（S）：允许一个事务读一杠，其他事务不能来排他锁
排他锁（X）：这一行不能有共享锁和排他锁啦，其他行请随意
-
间隙锁（Gap Lock）：锁定索引记录间隙（不含该记录），确保索引记录间隙不变，防止其他事务在这个间隙进行insert，产生幻读。在RR隔离级别下都支持
索引上的等值查询（唯一索引），给不存在的记录加锁时，优化为间隙锁
索引上的等值查询（普通索引），最后一个值不满足查询需求，退化为间隙锁——前后都加，本条记录也加
索引上的范围查询（唯一索引），访问到第一个不满足条件的值为止
目的：防止其他事务插入间隙
-
临键锁（Next-Key Lock）：行锁和间隙锁组合，同时锁住数据，并锁住数据前面的间隙Gap。在RR隔离级别下支持——避免幻读现象
6. InnoDB引擎🌶️
6.1 逻辑存储结构
6.2 架构
擅长事务处理，具有崩溃恢复特性
InnoDB架构
内存
Buffer Pool： 缓冲池，缓存磁盘上经常操作的真实数据，在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据（如果缓冲池中没有，就从磁盘加载并缓存），然后再以一定的频率刷新到磁盘，从而减少磁盘IO，加快处理速度
缓冲池是以page页为单位，底层采用链表数据结构管理Page（不同小块的颜色表示不同的Page类型：free page表示空闲page，未被使用；clean page表示被使用page，数据没有被修改过；dirty page表示脏页，是被使用过的，数据被修改过，并且与磁盘数据产生了不一致）
Change Buffer： 更改缓冲区（针对于非唯一二级索引页——>插入顺序是相对随机的，删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页）也就是如果操作的数据没在Buffer pool那就先修改到change Buffer中，等到bufferpool中有了，再一起合并到Buffer pool，然后等待机会刷新到磁盘中
Adaptive Hash Index： 自适应哈希索引，InnoDB是不支持这个索引的，他是用来优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询，如果察觉到hash可以提升速度没那就建立hash索引，无需人工干预。参数是：adaptive_hash_index
log buffer: 日志缓冲区，用来保存要写入到磁盘中的log日志数据（redo log、undo log），默认大小是16MB，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果更新、插入、删除操作比较多，增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘I/O。参数innodb_log_buffer_size:缓冲区大小；innodb_flush_log_at_trx_commit：日志刷新到磁盘的时机
磁盘
内存中的数据如何刷入磁盘——后台线程
6.3 事务原理
也就是如何保证的事务的四个特性
6.4 MVCC——高频面试
基本概念
当前读： 读取的是记录的最新版本，读取时要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁（select…lock in share mode、select …for update\update\insert\delet，都是一种当前读）——如果不是当前读，另一个事务修改了数据，是读不到最新数据的
快照读： 简单的select(不加锁)就是快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读
- Read Committed：每次select，都生成一个快照读
- Repeatable Read：开启事务后第一个select语句是快照读的地方
- Serializable：快照读会退化为当前读
**MVCC（Multi-Version Concurrency Control, 多版本并发控制）：**维护一个数据的多个版本，使读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。实现依赖于数据库中的三个隐式字段、undo log日志、readView
1）三个隐藏字段——每一条记录
DB_TRX_ID： 最近修改事务的ID，记录插入或最后一次修改该记录的事务ID
DB_ROLL_PTR： 回滚指针，指向该记录的上一个版本，用于配合undo log
DB_ROW_ID： 隐藏主键，如果表结构没有指定主键，将会生成该隐藏字段——如果表存在主键，就不会生成该隐藏字段
2）undo log日志
回滚日志是在insert、update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，事务提交之后，可被立即删除；在update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读的时候也需要，不会被立即删除 （快照读时读取的是旧的数据）
undo log 版本链 ：链表
3）readview（读视图）
是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的）id
四个核心字段
- m_ids： 当前活跃的事务ID集合
- min_trx_id： 最小活跃事务ID
- max_trx_id： 预分配事务ID，当前最大事务ID+1（因为事务ID是自增的）
- creatoe_trx_id： readview创建者的事务ID
版本链数据访问规则
trx_id：代表当前事务ID
①trx_id == creator_trx_id? 可以访问该版本——>成立，说明数据是当前这个事务更改的
②trx_id < min_trx_id? 可以访问该版本——> 成立，说明数据已经提交了
③trx_id > max_trx_id ? 不可访问该版本——>成立，说明该事务时在Readview生成后才开启的
④min_trx_id <= trx_id <= max_trx_id ? 如果trx_id不在m_ids中是可以访问该版本的——> 成立，说明数据已经提交
不同的隔离级别，生成readview的时机不同
- read commited ：在事务中每一次执行快照读时生成readview；在读取的时候保证读已提交
- repeatable read：尽在事务中第一次执行快照读的时候生成，后续复用该readview
7. MySQL管理🌰
7.1 系统数据库
1）mysql：存储MySQL服务器正常运行所需要的各种信息（时区、主从、用户、权限等）
2）information_schema：提供了访问数据库元数据的各种表和视图，包括数据库、表、字段类型及访问权限等
3）performance_schema：为MySQL服务器运行时状态提供了一个底层监控功能，主要用于收集数据库服务器性能参数
4）sys：包含了一系列方便DBA和开发人员利用performance_schema性能数据库进行性能调优和诊断的视图
7.2 常用工具
客户端工具
# 1. mysql
# 语法
mysql [options] [database]
# 选项
-u --user=name # 指定用户名
-p --password[=name] # 指定密码
-h --host=name # 指定服务器IP或域名
-P --port=port # 指定连接端口
-e --execute=name # 执行sql语句并退出，连接数据库的时候处理一些脚本，很方便
# 2. mysqladmin 是一个执行管理操作的客户端程序，可以用它来检查服务器的配置和当前状态、创建并删除数据库等。
# 3. mysqlbinlog 由于服务器生成的二进制日志文件以二进制格式保存，如果想要检查这些文本的文本格式，就会用到mysqlbinlog日志管理工具
mysqlbinlog [options] log-files1 log-files2...
-d --database=name # 指定数据库名称，只列出指定的数据库相关操作
-o --offset # 忽略掉日志中前n行命令
-r --result-file=name # 将输出的文本格式日志输出到指定文件
-s --short-form # 显示简单格式，省略掉一些信息
--start-datatime=date1 --stop-datetime=date2 # 指定日期间隔内的所有日志
--start-position=pos1 --stop-position=pos2 # 指定位置间隔内的所有日志
# 4. mysqlshow 客户端对象查找工具，用来很快地查找存在哪些数据库、数据库中的表、表中的列或者索引
mysqlshow [options][db_name[table_name[col_name]]]
--count # 显示数据库及表的统计信息（数据库，表均可以不指定）
-i # 显示指定数据库或指定表的状态信息
# 5. mysqldump客户端工具用来备份数据库或在不同的数据库之间进行数据迁移。备份内容包含创建表以及插入表的SQL语句
# 语法
mysqldump [options] db_name[tables]
mysqldump [options] --database/-B db1 [db2 db3...]
mysqldump [options] --all-databases/-A
# 连接选项
-u --user=name # 指定用户名
-p --password[=name] # 指定密码
-h --host=name # 指定服务器ip或域名
-P --port # 指定连接端口
# 输出选项
--add-drop-database # 在每个数据库创建语句前面加上drop database语句
--add-drop-table # 在每个表创建语句前加上drop table语句，默认开启；不要开的话（--skip -add-drop-table）
-n --no-create-info # 不包含表的创建语句
-t --no-create-db # 不包含数据库的创建语句
-d --no-data # 不包含数据
-T --tab=name # 自动生成两个文件，一个.sql文件，创建表结构的语句；一个.txt文件，数据文件
# 6. mysqlimport/source数据导入工具。用于导入mysqldump加-T参数后导出的文本文件
# 语法
mysqlimport [options] db_name textfiles [textfiles2...]
# 如果需要导入sql文件，可以使用mysql中的source指令
source/root/xxx.sql
