零基础学习MySQL数据库—5

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一、表的内连与外连

1.1 内连接

1.2 外连接

左外连接：如果联合查询，左侧的表完全显示我们就说是左外连接。

 右外连接：如果联合查询，右侧的表完全显示我们就说是右外连接。

 

二、索引

索引的基本原理

创建索引

创建主键索引

唯一索引的创建

普通索引的创建

全文索引的创建

查询索引

删除索引

创建索引的原则

 三、事务

事务的隔离级别

如何设置事务的隔离级别

事务的ACID特性

---

一、表的内连与外连

1.1 内连接

内连接实际上就是利用where子句对两种表形成的笛卡儿积进行筛选，我们前面学习的查询都是内连接，也是在开发过程中使用的最多的连接查询。

语法：

select 字段from 表1 inner join 表2 on 连接条件and 其他条件；

例如：显示SMITH的名字和部门名称

-- 之前的写法
mysql> select ename, dname from EMP, DEPT where EMP.deptno=DEPT.deptno and ename='SMITH';
+-------+----------+
| ename | dname    |
+-------+----------+
| SMITH | RESEARCH |
+-------+----------+
1 row in set (0.04 sec)

-- 用标准的内连接写法
mysql> select ename, dname from EMP inner join DEPT on EMP.deptno=DEPT.deptno and ename='SMITH';
+-------+----------+
| ename | dname    |
+-------+----------+
| SMITH | RESEARCH |
+-------+----------+
1 row in set (0.00 sec)

1.2 外连接

外连接的分类：分为左外连接和右外连接

左外连接：如果联合查询，左侧的表完全显示我们就说是左外连接。

语法：

select 字段名from 表名1 left join 表名2 on 连接条件

示例：建两张表

create table stu (id int, name varchar(30)); -- 学生表
insert into stu values(1,'jack'),(2,'tom'),(3,'kity'),(4,'nono');

create table exam (id int, grade int); -- 成绩表
insert into exam values(1, 56),(2,76),(11, 8);

• 查询所有学生的成绩，如果这个学生没有成绩，也要将学生的个人信息显示出来

mysql>  select * from stu left join exam on stu.id=exam.id; -- 当左边表和右边表没有匹配时，也会显示左边表的数据
+------+------+------+-------+
| id   | name | id   | grade |
+------+------+------+-------+
|    1 | jack |    1 |    56 |
|    2 | tom  |    2 |    76 |
|    3 | kity | NULL |  NULL |
|    4 | nono | NULL |  NULL |
+------+------+------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

 右外连接：如果联合查询，右侧的表完全显示我们就说是右外连接。

基本语法：

select 字段from 表名1 right join 表名2 on 连接条件；

示例：

• 对stu表和exam表联合查询，把所有的成绩都显示出来，即使这个成绩没有学生与它对应，也要显示出来。

mysql> select * from stu right join exam on stu.id=exam.id;
+------+------+------+-------+
| id   | name | id   | grade |
+------+------+------+-------+
|    1 | jack |    1 |    56 |
|    2 | tom  |    2 |    76 |
| NULL | NULL |   11 |     8 |
+------+------+------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

 

二、索引

• 提高数据库的性能，索引是物美价廉的东西了。不用加内存，不用改程序，不用调sql，只要执行正确的‘create index’，查询速度就可能提高成百上千倍。但是天下没有免费的午餐，查询速度的提高是以插入、更新、删除的速度为代价的，这些写操作，增加了大量的IO。所以他的价值，在于提高一个海量数据的检索速度。
• 常见索引分为：主键索引(primary key)，唯一索引(unique)，普通索引(index)，全文索引(fulltext)--解决中子文索引问题。

先整一个海量表，在查询的时候，看看没有索引时有什么问题？

--构建一个8000000条记录的数据
--构建的海量表数据需要有差异性，所以使用存储过程来创建。

-- 产生随机字符串
delimiter $$
create function rand_string(n INT)
returns varchar(255)
begin
    declare chars_str varchar(100) default
        'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFJHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
    declare return_str varchar(255) default '';
    declare i int default 0;
    while i < n do
        set return_str =concat(return_str,substring(chars_str,floor(1+rand()*52),1));
        set i = i + 1;
        end while;
    return return_str;
    end $$
delimiter ;

--产生随机数字
delimiter $$
create function rand_num( )
returns int(5)
begin
    declare i int default 0;
    set i = floor(10+rand()*500);
return i;
end $$
delimiter ;

--创建存储过程，向雇员表添加海量数据
delimiter $$
create procedure insert_emp(in start int(10),in max_num int(10))
begin
declare i int default 0;
    set autocommit = 0;
    repeat
        set i = i + 1;
        insert into EMP values ((start+i),rand_string(6),
                'SALESMAN',0001,curdate(),2000,400,rand_num());
        until i = max_num
    end repeat;
    commit;
end $$
delimiter ;

-- 执行存储过程，添加8000000条记录
call insert_emp(100001, 8000000);

 到此，已经创建出了海量数据的表了。
查询员工编号为998877的员工

mysql> select * from EMP where empno=998877;
+--------+--------+----------+------+---------------------+---------+--------+--------+
| empno  | ename  | job      | mgr  | hiredate            | sal     | comm   | deptno |
+--------+--------+----------+------+---------------------+---------+--------+--------+
| 998877 | cxecce | SALESMAN | 0001 | 2018-09-19 18:54:20 | 2000.00 | 400.00 | 132    |
+--------+--------+----------+------+---------------------+---------+--------+--------+
1 row in set (4.93 sec)

可以看到耗时4.93秒，这还是在本机一个人来操作，在实际项目中，如果放在公网中，假如同时有1000个人并发查询，那很可能就死机。

• 解决办法：创建索引

alter table EMP add index(empno);

换一个员工编号，测试看看查询时间

mysql> select * from EMP where empno=123456;
+--------+--------+----------+------+---------------------+---------+--------+--------+
| empno  | ename  | job      | mgr  | hiredate            | sal     | comm   | deptno |
+--------+--------+----------+------+---------------------+---------+--------+--------+
| 123456 | OUhbLA | SALESMAN | 0001 | 2017-11-21 00:00:00 | 2000.00 | 400.00 | 195    |
+--------+--------+----------+------+---------------------+---------+--------+--------+
1 row in set (0.03 sec) -- 只有0.03秒

索引的基本原理

索引理论的深度理解参见推荐书籍：《数据库系统概念》的第11章

索引的说明：

1. 占用磁盘空间
2. 当添加一条记录，除了添加到表中，还要维护二叉树，速度有影响，但不大。
3. 当我们添加一个索引，不能够解决所有查询问题，需要分别给字段建立索引；例如select * from EMP where ename='abcdef';
4. 索引是以空间换时间

创建索引

创建主键索引

第一种方式：

create table user1(id int primary key, name varchar(30));
-- 在创建表的时候，直接在字段名后指定primary key

第二种方式：

create table user2(id int, name varchar(30), primary key(id));
-- 在创建表的最后，指定某列或某几列为主键索引

第三种方式：

create table user3(id int, name varchar(30));
alter table user3 add primary key(id); -- 创建表以后再添加主键

主键索引的特点：

1.  一个表中，最多有一个主键索引，当然可以使符合主键
2. 主键索引的效率高（主键不可重复）
3. 创建主键索引的列，它的值不能为null，且不能重复
4. 主键索引的列基本上是int

唯一索引的创建

第一种方式：

create table user4(id int primary key, name varchar(30) unique);
-- 在表定义时，在某列后直接指定unique唯一属性。

第二种方式：

create table user5(id int primary key, name varchar(30), unique(name));
-- 创建表时，在表的后面指定某列或某几列为unique

第三种方式：

create table user6(id int primary key, name varchar(30)）；
alter table user6 add unique(name);

唯一索引的特点：

1. 一个表中，可以有多个唯一索引
2. 查询效率高
3. 如果在某一列建立唯一索引，必须保证这列不能有重复数据
4. 如果一个唯一索引上指定not null，等价于主键索引

普通索引的创建

第一种方式：

mysql> create table user8(id int primary key,
-> name varchar(20),
-> email varchar(30),
-> index(name) --在表的定义最后，指定某列为索引
-> );

第二种方式：

mysql> create table user9(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> alter table user9 add index(name); --创建完表以后指定某列为普通索引

第三种方式：

mysql> create table user10(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

-- 创建一个索引名为idx_name 的索引
mysql> create index idx_name on user10(name);

普通索引的特点：

1. 一个表中可以有多个普通索引，普通索引在实际开发中用的比较多
2. 如果某列需要创建索引，但是该列有重复的值，那么我们就应该使用普通索引

全文索引的创建

当对文章字段或有大量文字的字段进行检索时，会使用到全文索引。MySQL提供全文索引机制，但是有要求，要求表的存储引擎必须是MyISAM，而且默认的全文索引支持英文，不支持中文。

如果对中文进行全文检索，可以使用sphinx的中文版(coreseek)。

CREATE TABLE articles (
    id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    body TEXT,
    FULLTEXT (title,body)
)engine=MyISAM;

添加数据：

INSERT INTO articles (title,body) VALUES
    ('MySQL Tutorial','DBMS stands for DataBase ...'),
    ('How To Use MySQL Well','After you went through a ...'),
    ('Optimizing MySQL','In this tutorial we will show ...'),
    ('1001 MySQL Tricks','1. Never run mysqld as root. 2. ...'),
    ('MySQL vs. YourSQL','In the following database comparison ...'),
    ('MySQL Security','When configured properly, MySQL ...');

查询有没有database数据：
如果使用如下查询方式，虽然查询出数据，但是没有使用到全文索引

mysql> select * from articles where body like '%database%';
+----+-------------------+------------------------------------------+
| id | title             | body                                     |
+----+-------------------+------------------------------------------+
| 1 | MySQL Tutorial     | DBMS stands for DataBase ...             |
| 5 | MySQL vs. YourSQL  | In the following database comparison ... |
+----+-------------------+------------------------------------------+

可以用explain 工具看一下：

mysql> explain select * from articles where body like '%database%'\G
*************************** 1. row ***************************
            id: 1
    select_type: SIMPLE
          table: articles
            type: ALL
  possible_keys: NULL
             key: NULL <== key为null表示没有用到索引
         key_len: NULL
             ref: NULL
            rows: 6
           Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

如何使用全文索引呢？

mysql> SELECT * FROM articles
-> WHERE MATCH (title,body) AGAINST ('database');
+----+-------------------+------------------------------------------+
| id | title             | body                                     |
+----+-------------------+------------------------------------------+
| 5 | MySQL vs. YourSQL  | In the following database comparison ... |
| 1 | MySQL Tutorial     | DBMS stands for DataBase ...             |
+----+-------------------+------------------------------------------+

通过explain 来分析这个sql语句

mysql> explain SELECT * FROM articles WHERE MATCH (title,body) AGAINST ('database')\G
*************************** 1. row ***************************
                id: 1
    select_type: SIMPLE
             table: articles
               type: fulltext
  possible_keys: title
                key: title <= key用到了title
             key_len: 0
                 ref:
                rows: 1
              Extra: Using where

查询索引

方法1：show keys from 表名

mysql> show keys from goods\G
*************************** 1. row ***************************
        Table: goods      <= 表名
   Non_unique: 0          <= 0表示唯一索引
     Key_name: PRIMARY    <= 主键索引
 Seq_in_index: 1
  Column_name: id         <= 索引在哪列
    Collation: A
  Cardinality: 0
     Sub_part: NULL
       Packed: NULL
         Null:
   Index_type: BTREE      <= 以二叉树(B树)形式的索引
      Comment:
Index_comment:
1 row in set (0.01 sec)

方法2: show index from 表名;

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

方法3：desc 表名；-- 但是信息比较简略

mysql> desc goods;
+------------+------------------+------+-----+---------+-------+
| Field      | Type             | Null | Key | Default | Extra |
+------------+------------------+------+-----+---------+-------+
| id         | int(10) unsigned | NO   | PRI | NULL    |       |
| goods_name | varchar(50)      | NO   |     |         |       |
| price      | float            | NO   |     | 0       |       |
+------------+------------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.00 sec)

删除索引

方法1：删除主键：alter table 表名drop primary;
方法2：其他索引的删除：alter table 表名drop index 索引名；

--索引名就是show keys from 表名中的Key_name 字段
mysql> alter table user10 drop index idx_name;

方法3 ：drop index 索引名on 表名

mysql> drop index name on user8;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

创建索引的原则

• 比较平凡作为查询条件的字段应该创建索引

• 唯一性太差的字段不适合单独创建索引，即使频繁作为查询条件

如：
select * from EMP where sex='男';

•  更新非常频繁的字段不适合作创建索引
• 不会出现在where子句中的字段不该创建索引

 三、事务

事务就是一组dml语句组成，这些语句在逻辑上存在相关性，这一组dml语句要么全部成功，要么全部失败，是一个整体。MySQL提供一种机制，保证我们达到这样的效果。事务还规定不同的客户端看到的数据时不相同的。事务理论的深度理解参见推荐书籍：《数据库系统概念》的第14章。

银行转账的例子更需要考虑事务的问题。

mysql> create table account(
    -> id int primary key,
    -> name varchar(50) not null default '',
    -> balance decimal(10, 2) not null default 0.0
    -> );

基本使用：
开始一个事务

start transaction;

做一个保存点：

savepoint 保存点名；

进行各种操作
如果需要，可以回到保存点

rollback to 保存点名;

示例：

mysql> start transaction;        -- 开启事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> savepoint aa;            -- 设置保存点aa
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account values(1, '张三', 10);    -- 添加一条记录 
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> savepoint bb;            -- 设置保存点bb
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account values(2, '李四', 10000);  -- 再添加一条记录
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;    -- 查询发现两条记录都存在
+----+------+----------+
| id | name | balance  |
+----+------+----------+
|  1 | 张三 |    10.00 |
|  2 | 李四 | 10000.00 |
+----+------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback to bb;        -- 发现后来添加这一条记录是误操作。所以回滚到bb状态
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account;    -- 第二条记录没有了
+----+------+---------+
| id | name | balance |
+----+------+---------+
|  1 | 张三 |   10.00 |
+----+------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

事务操作注意点：

• 如果没有设置保存点，也可以回滚，只能回滚到事务的开始。直接使用rollback(前提是还没有提交)

mysql> start transaction; -- 开启事务
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into account values(1, 'zzz',200); -- 插入数据
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from account; -- 已经存在
+----+------+---------+
| id | name | balance |
+----+------+---------+
| 1  | zzz  | 200.00  |
+----+------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> rollback; -- 回滚到事务开始
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from account; -- 表中没有数据了
Empty set (0.00 sec)

•  如果一个事务被提交了，则不可以回退（commit）
• 如果一个事务被提交了，则不可以回退（commit） 

mysql> start transaction; -- 开启事务

mysql> insert into account values(1, 'aa', 1000); --插入两条数据

mysql> insert into account values(2, 'bb', 2000);

mysql> commit; -- 提交

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

mysql> select * from account; -- 数据依然存在
+----+------+---------+
| id | name | balance |
+----+------+---------+
| 1  | aa   | 1000.00 |
| 2  | bb   | 2000.00 |
+----+------+---------+

•  可以选择回退到哪个保存点
• InnoDB支持事务，MyISAM不支持事务。
• 开始事务可以使start transaction 也可以是set autocommit = 0;

事务的隔离级别

当我们有多个客户端同时操作数据库的某张表，如何进行隔离操作？MySQL提供了隔离级别。
当MySQL表被多个线程或者客户端开启各自事务操作数据库中的数据时，MySQL提供了一种机制，可以让不同的事务在操作数据时，具有隔离性。从而保证数据的一致性。
如果不考虑隔离性，可能会引发一下问题：

• 脏读
• 不可重复读
• 幻读

事务的隔离级别有以下几种：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	加锁读
读未提交(read uncommitted)	√	√	√	不加锁
读已提交(read committed)	×	√	√	不加锁
可重复读(repeatable read)	×	×	×	不加锁
可串行化(serializable)	×	×	×	加锁

如何设置事务的隔离级别

语法：

set session transaction isolation level read uncommitted;

查看当前的隔离级别：

mysql> select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation   |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+

• 脏读：一个客户端（事务）会读取到另外一个客户端（事务）没有提交的修改数据。
• 不可重复读：同一个查询在同一个事务中多次进行，由于其他提交事务所做的修改或删除，每次返回不同的结果集，此时发生不可重复读。
• 幻读：同一个查询在同一个事务中多次进行，由于其他提交事务所做的插入操作，每次返回不同的结果集，此时发生幻读

可串行化如下图：

 当客户端A在执行select过程中，DBMS会对库加锁，如果这时客户端B执行插入，只要还没释放锁，插入不进去，会将B的update语句放入等待队列，直到释放了锁或超时。

说明：mysql默认的隔离级别是可重复读,一般情况下不要修改
 

事务的ACID特性

1. 原子性(Atomicity)：
   原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。

2. 一致性(Consistency)：
   事务必须使数据库从一个一致性状态变到另外一个一致性状态。

3. 隔离性(Isolation)：
   事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。

4. 持久性(Durability)：
   持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中的数据的修改就是永久性的，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。