MySQL

一、索引

1、索引的作用

加速查询效率，将原本的全表扫描（O (n)）优化为索引查找（通常 O (log n)），大幅提升查询性能。

唯一索引：保证字段值的唯一性（如 UNIQUE INDEX）；

排序优化：避免查询时额外的 ORDER BY 排序开销；

约束实现：主键、外键约束底层依赖索引实现。

代价：写操作（INSERT/UPDATE/DELETE）变慢：需要同步维护索引结构；

占用额外磁盘空间：索引数据需要持久化存储。

2、索引的原理（以 InnoDB 为例）

底层数据结构：B+ 树（MySQL InnoDB 引擎默认）

所有数据存储在叶子节点，非叶子节点仅存储索引键和指针，适合磁盘 I/O 操作；

叶子节点形成有序链表，支持范围查询和顺序遍历。

分类与原理：

1、聚簇索引（Clustered Index）

主键索引，数据行直接存储在索引树的叶子节点（索引即数据）；

每张表只能有一个聚簇索引，查询效率最高。

2、二级索引（Secondary Index）

非主键索引，叶子节点存储主键值，查询时需先通过二级索引找到主键，再回表查询聚簇索引；

回表操作会带来额外开销，覆盖索引可避免回表。

核心思想：通过有序的树结构，将磁盘随机 I/O 转化为顺序 I/O，减少查询时的磁盘访问次数。

创建索引：

创建复合索引时，列与列之间用"，"隔开。

删除索引：

1、删除主键索引：

alter table 表名 drop primary key;

删除主键索引时不用指定索引名，因为表中只有一个主键

删除之前要把自增取消，如果存在自增列则报错

2、删除其他索引

alter table 表名 drop index 索引名;

3、索引命中（索引失效场景 & 优化）

1、索引命中的前提：查询条件符合索引的最左前缀原则，且未使用导致索引失效的操作。

2、常见索引失效场景（面试高频）：

WHERE 子句中对索引列使用函数 / 运算（如 WHERE YEAR(create_time) = 2024）；

使用 !=、NOT IN、IS NULL/IS NOT NULL 等否定条件；

模糊查询 LIKE '%xxx%'（以 % 开头）；

违反最左前缀原则（如联合索引 (a,b,c)，查询条件仅包含 b）；

类型隐式转换（如字符串索引列传入数字参数）。

3、优化命中的方法：

遵循最左前缀原则设计联合索引；

避免在索引列上做运算 / 函数操作；

使用覆盖索引（查询字段均在索引中，避免回表）；

合理控制索引数量，避免过多索引影响写性能。

什么是最左前缀原则：

最左前缀原则是联合索引的核心使用规则：创建联合索引 (a,b,c) 后，查询条件必须从最左侧的 a 开始连续匹配，才能命中对应部分的索引；跳过左侧字段直接用右侧字段，索引会失效。比如仅查 b=2 会全表扫描，而查 a=1 或 a=1 AND b=2 能命中索引。

二、事务

1、事务的作用

事务（Transaction）是数据库执行操作的最小逻辑单元，是一组要么全部成功、要么全部失败的 SQL 操作集合。

核心作用：保证数据的一致性与可靠性，避免部分操作成功、部分失败导致的数据混乱。

典型场景：转账操作（扣款 + 入账必须同时成功或同时失败）、订单创建（库存扣减 + 订单生成必须原子执行）。

2、事务的使用

sql 复制代码

-- 1. 开启事务
START TRANSACTION; -- 或 BEGIN;

-- 2. 执行一组业务 SQL
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1; -- 扣款
UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE id = 2; -- 入账

-- 3. 提交/回滚
COMMIT; -- 全部成功，提交事务，数据永久生效
ROLLBACK; -- 出现异常，回滚所有操作，数据恢复到执行前状态

自动提交：MySQL 默认开启 autocommit=1，每条 SQL 会自动作为独立事务提交；需手动开启事务才能实现多操作的原子性。

3、ACID特性（重点）

原子性(Atomicity)：事务是最小执行单元，要么全部执行成功，要么全部失败回滚，不存在中间状态。

一致性(Consistency)：事务执行前后，数据库的完整性约束（如余额不能为负）保持不变，数据从一个一致状态变为另一个一致状态。

隔离性(Isolation)：事务执行前后，数据库的完整性约束（如余额不能为负）保持不变，数据从一个一致状态变为另一个一致状态。

持久性(Durability)：事务一旦提交，对数据的修改就永久生效，即使数据库崩溃也不会丢失。

4、事物的隔离级别

并发事务会导致脏读、不可重复读、幻读问题，通过设置隔离级别来平衡性能与数据安全：

读未提交（Read Uncommitted）：最低级别，事务能读到其他事务未提交的数据，问题最多。

读已提交（Read Committed）：只能读到其他事务已提交的数据，解决脏读（Oracle 默认）。

可重复读（Repeatable Read）：同一事务内多次读取同一数据结果一致，解决脏读 + 不可重复读（MySQL InnoDB 默认）。

串行化（Serializable）：最高级别，事务串行执行，完全避免并发问题，但性能极低。

并发问题：

脏读：读到其他事务未提交的脏数据。

不可重复读：同一事务内，两次读取同一数据结果不同（其他事务修改并提交）。

幻读：同一事务内，两次查询的行数不同（其他事务插入 / 删除并提交）。

三、基本的SQL优化

核心分三类：

索引优化：给查询 / 关联字段建索引，遵循最左前缀原则，避免函数 / 运算导致索引失效；

语句优化：不用 SELECT *，用 JOIN 替代子查询，限制结果集行数，避免 ORDER BY RAND ()；

结构优化：选择合适的数据类型，大数据量表分库分表，避免大事务。

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