1、?索引

1.1 、索引的定義及優(yōu)缺點(diǎn)

索引的定義：索引是對(duì)數(shù)據(jù)庫表的一列或者多列的值進(jìn)行排序一種結(jié)構(gòu)，使用索引可以快速訪問數(shù)據(jù)表中的特定信息。

通俗來講，索引就是數(shù)據(jù)庫表的一個(gè)目錄，通過索引，我們可以迅速的找到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的增刪改查等操作。

索引的使用大大加快數(shù)據(jù)檢索的速度，將隨機(jī)I/O變成順序I/O(因?yàn)锽+樹的葉子節(jié)點(diǎn)是連接在一起的)，加速表與表之間的連接，使得我們查詢數(shù)據(jù)更為方便，因此我們?cè)趫?zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢時(shí)，基本離不開索引，但與此同時(shí)，他也有一定缺點(diǎn)，從空間角度考慮，建立索引需要占用物理空間，其會(huì)占用計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，因而我們?cè)跀?shù)據(jù)庫優(yōu)化時(shí)會(huì)盡量減少索引的建立；從時(shí)間角度考慮，創(chuàng)建和維護(hù)索引都需要花費(fèi)時(shí)間，例如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改的時(shí)候都需要維護(hù)索引，因此在創(chuàng)建索引時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)要注意不能創(chuàng)建太多索引。

1.2 索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有B+樹和哈希表，對(duì)應(yīng)的索引分別為B+樹索引和哈希索引。InnoDB引擎的索引類型有B+樹索引和哈希索引，默認(rèn)的索引類型為B+樹索引。一般來說，我們?cè)诓樵儠r(shí)更多的是用B+數(shù)，其原因是其查找的效率非常高，并且支持排序和范圍查找；哈希索引一般多用于精確的等值查找。

MySQL主要的索引類型主要有FULLTEXT，HASH，BTREE，RTREE。

FULLTEXT：FULLTEXT即全文索引，MyISAM存儲(chǔ)引擎和InnoDB存儲(chǔ)引擎在MySQL5.6.4以上版本支持全文索引，一般用于查找文本中的關(guān)鍵字，而不是直接比較是否相等，多在CHAR，VARCHAR，TAXT等數(shù)據(jù)類型上創(chuàng)建全文索引。全文索引主要是用來解決WHERE name LIKE "%zhang%"等針對(duì)文本的模糊查詢效率低的問題。

HASH：HASH即哈希索引，哈希索引多用于等值查詢，時(shí)間復(fù)雜夫?yàn)閛(1)，效率非常高，但不支持排序、范圍查詢及模糊查詢等。

BTREE：BTREE即B+樹索引，INnoDB存儲(chǔ)引擎默認(rèn)的索引，支持排序、分組、范圍查詢、模糊查詢等，并且性能穩(wěn)定。

RTREE：RTREE即空間數(shù)據(jù)索引，多用于地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，相比于其他索引，空間數(shù)據(jù)索引的優(yōu)勢(shì)在于范圍查找

1.1.3、索引的分類

? ? ? ?1、唯一索引： 是在表上一個(gè)或者多個(gè)字段組合建立的索引，這個(gè)或者這些字段的值組合起來在表中不可以重復(fù)。

??2、非唯一索引： 是在表上一個(gè)或者多個(gè)字段組合建立的索引，這個(gè)或者這些字段的值組合起來在表中可以重復(fù)，不要求唯一。

??3、主鍵索引（主索引）： 是唯一索引的特定類型。表中創(chuàng)建主鍵時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建的索引，一個(gè)表只能建立一個(gè)主索引。

??4、聚集索引（聚簇索引、Innodb）：表中記錄的物理順序與鍵值的索引順序相同。 因?yàn)檎鎸?shí)數(shù)據(jù)的物理順序只有一種，所以一個(gè)表只能有一個(gè)聚集索引。葉子節(jié)點(diǎn)（B+樹）存儲(chǔ)真實(shí)的數(shù)據(jù)行，不再有另外單獨(dú)的數(shù)據(jù)頁。

??5、非聚集索引（Mylsam）：表中記錄的物理順序與鍵值的索引順序不同。這也是非聚集索引與聚集索引的根本區(qū)別。葉子節(jié)點(diǎn)并非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，而是每一個(gè)指向真正數(shù)據(jù)行的指針。

??

聚簇索引和非聚簇索引最主要的區(qū)別是數(shù)據(jù)和索引是否分開存儲(chǔ)。

• 聚簇索引：將數(shù)據(jù)和索引放到一起存儲(chǔ)，索引結(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)保留了數(shù)據(jù)行。
• 非聚簇索引：將數(shù)據(jù)進(jìn)和索引分開存儲(chǔ)，索引葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是指向數(shù)據(jù)行的地址。

2 數(shù)據(jù)庫引擎

2.1 數(shù)據(jù)庫引擎的定義及理解

數(shù)據(jù)庫引擎簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)"數(shù)據(jù)庫發(fā)動(dòng)機(jī)"。當(dāng)你訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)，不管是手工訪問，還是程序訪問，都不是直接讀寫數(shù)據(jù)庫文件，而是 通過數(shù)據(jù)庫引擎去訪問數(shù)據(jù)庫文件。以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為例，你發(fā)SQL語句給數(shù)據(jù)庫引擎， 數(shù)據(jù)庫引擎解釋SQL語句，提取出你需要的數(shù)據(jù)返回給你。因此，對(duì)訪問者來說，數(shù)據(jù)庫引擎就是SQL語句的解釋器。正式來說，數(shù)據(jù)庫引擎是用于存儲(chǔ)、處理和保護(hù)數(shù)據(jù)的核心服務(wù)。利用數(shù)據(jù)庫引擎可以 控制訪問權(quán)限并快速處理事務(wù)，從而滿足企業(yè)內(nèi)大多數(shù)需要 處理大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的要求，這包括 創(chuàng)建用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的表和用于查看、管理和保護(hù)數(shù)據(jù)安全的數(shù)據(jù)庫對(duì)象(如索引、視圖和存儲(chǔ)過程)

?參見blog:(176條消息) 數(shù)據(jù)庫引擎學(xué)習(xí)總結(jié)_gentelyang的博客-CSDN博客_數(shù)據(jù)庫引擎

2.2、數(shù)據(jù)庫引擎的任務(wù)

1：設(shè)計(jì)并創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫以保存系統(tǒng)所需要的關(guān)系或xml文檔

2：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以訪問或更改數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站或使用數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序，包括使用SOL Server工具和使用工具已使用數(shù)據(jù)的過程。

3：為單位或用戶部署實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)

4：提供日常管理支持優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能。

2.3、引擎的類別

常見的數(shù)據(jù)庫引擎類別包括ISAM、MYISAM，HEAP和INNODB，其是mysql數(shù)據(jù)庫的有機(jī)組成部分，在數(shù)據(jù)查詢中起到了非常重要的作用。其詳細(xì)介紹如下：

ISAM
ISAM是一個(gè)定義明確且歷經(jīng)時(shí)間考驗(yàn)的數(shù)據(jù)表格管理方法，它在設(shè)計(jì)之時(shí)就考慮到數(shù)據(jù)庫被查詢的次數(shù)要遠(yuǎn)大于更新的次數(shù)。因此，ISAM執(zhí)行讀取操作的速度很快，而且不占用大量的內(nèi)存和存儲(chǔ)資源。ISAM的兩個(gè)主要不足之處在于，它不支持事務(wù)處理，也不能夠容錯(cuò)：如果你的硬盤崩潰了，那么數(shù)據(jù)文件就無法恢復(fù)了。如果你正在把ISAM用在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序里，那就必須經(jīng)常備份你所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過其復(fù)制特性，MySQL能夠支持這樣的備份應(yīng)用程序。

MyISAM
MyISAM是MySQL的ISAM擴(kuò)展格式和缺省的數(shù)據(jù)庫引擎。除了提供ISAM里所沒有的索引和字段管理的大量功能，MyISAM還使用一種表格鎖定的機(jī)制，來優(yōu)化多個(gè)并發(fā)的讀寫操作。其代價(jià)是你需要經(jīng)常運(yùn)行OPTIMIZE?TABLE命令，來恢復(fù)被更新機(jī)制所浪費(fèi)的空間。MyISAM還有一些有用的擴(kuò)展，例如用來修復(fù)數(shù)據(jù)庫文件的MyISAMChk工具和用來恢復(fù)浪費(fèi)空間的MyISAMPack工具。

HEAP
HEAP允許只駐留在內(nèi)存里的臨時(shí)表格。駐留在內(nèi)存里讓HEAP要比ISAM和MyISAM都快，但是它所管理的數(shù)據(jù)是不穩(wěn)定的，而且如果在關(guān)機(jī)之前沒有進(jìn)行保存，那么所有的數(shù)據(jù)都會(huì)丟失。在數(shù)據(jù)行被刪除的時(shí)候，HEAP也不會(huì)浪費(fèi)大量的空間。HEAP表格在你需要使用SELECT表達(dá)式來選擇和操控?cái)?shù)據(jù)的時(shí)候非常有用。要記住，在用完表格之后就刪除表格。讓我再重復(fù)一遍：在你用完表格之后，不要忘記刪除表格。

InnoDB和Berkley?DB
InnoDB和Berkley?DB（BDB）數(shù)據(jù)庫引擎都是造就MySQL靈活性的技術(shù)的直接產(chǎn)品，這項(xiàng)技術(shù)就是MySQL++?API。在使用MySQL的時(shí)候，你所面對(duì)的每一個(gè)挑戰(zhàn)幾乎都源于ISAM和MyISAM數(shù)據(jù)庫引擎不支持事務(wù)處理也不支持外來鍵。盡管要比ISAM和MyISAM引擎慢很多，但是InnoDB和BDB包括了對(duì)事務(wù)處理和外來鍵的支持，這兩點(diǎn)都是前兩個(gè)引擎所沒有的。如前所述，如果你的設(shè)計(jì)需要這些特性中的一者或者兩者，那你就要被迫使用后兩個(gè)引擎中的一個(gè)了。

2.4、InnoDB引擎和MyISAM引擎的區(qū)別

在InnoDB存儲(chǔ)引擎中，默認(rèn)的索引為B+樹索引，利用主鍵創(chuàng)建的索引為主索引，也是聚簇索引，在主索引之上創(chuàng)建的索引為輔助索引，也是非聚簇索引。為什么說輔助索引是在主索引之上創(chuàng)建的呢，因?yàn)檩o助索引中的葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是主鍵。

在MyISAM存儲(chǔ)引擎中，默認(rèn)的索引也是B+樹索引，但主索引和輔助索引都是非聚簇索引，也就是說索引結(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的都是一個(gè)指向數(shù)據(jù)行的地址。并且使用輔助索引檢索無需訪問主鍵的索引。

3 數(shù)據(jù)庫事務(wù)

3.1、事務(wù)的四大特性

原子性：事務(wù)是最小的執(zhí)行單位，要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行

一致性：執(zhí)行事務(wù)前后，數(shù)據(jù)保持一致，多個(gè)事務(wù)讀取的結(jié)果是相同的

隔離性：并發(fā)訪問數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)用戶事務(wù)不會(huì)被其他事務(wù)所干擾

持久性：事務(wù)完成以后，該事務(wù)所對(duì)數(shù)據(jù)庫所作的更改便持久的保存在數(shù)據(jù)庫之中，并不會(huì)被回滾。

3.2 事務(wù)的隔離級(jí)別

事務(wù)的隔離級(jí)別共有四種，包括讀未提交、讀以提交、可重復(fù)讀、可序列化，由低到高依次為Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable，這四個(gè)級(jí)別可以逐個(gè)解決臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀這幾類問題。

Read uncommitted 讀未提交：事務(wù)B讀取了事務(wù)A尚未提交的數(shù)據(jù)，可能出現(xiàn)臟讀

Read committed 讀提交：事務(wù)A事先讀取了數(shù)據(jù)，事務(wù)B緊接了更新了數(shù)據(jù)，并提交了事務(wù)，而事務(wù)A再次讀取該數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變，避免了臟讀，但是可能會(huì)造成不可重復(fù)讀

Repeatable read 重復(fù)讀： ，避免了不可重復(fù)讀，但還有可能出現(xiàn)幻讀。注：MySQL的默認(rèn)隔離級(jí)別就是Repeatable read。

Serializable 序列化：Serializable是最高的事務(wù)隔離級(jí)別，同時(shí)代價(jià)也花費(fèi)最高，性能很低，一般很少使用，在該級(jí)別下，事務(wù)順序執(zhí)行，不僅可以避免臟讀、不可重復(fù)讀，還避免了幻像讀。

1.3.3、重復(fù)讀與幻讀

重復(fù)讀是為了保證在一個(gè)事務(wù)中，相同查詢條件下讀取的數(shù)據(jù)值不發(fā)生改變，但是不能保證下次同樣條件查詢，結(jié)果記錄數(shù)不會(huì)增加。

幻讀就是為了解決這個(gè)問題而存在的，他將這個(gè)查詢范圍都加鎖了，所以就不能再往這個(gè)范圍內(nèi)插入數(shù)據(jù)，這就是SERIALIZABLE 隔離級(jí)別做的事情。

4 、索引，引擎和事務(wù)的聯(lián)系

4.1 三者的關(guān)系

通俗來說，索引是數(shù)據(jù)庫查詢，編寫數(shù)據(jù)的一個(gè)目錄，引擎可以說是數(shù)據(jù)庫與外界交互的一個(gè)工具，而事務(wù)則是決定數(shù)據(jù)庫與外界業(yè)務(wù)交付的最小單位。通過對(duì)于數(shù)據(jù)庫索引，引擎以及事務(wù)的認(rèn)識(shí)，我們才能更清楚了解和掌握數(shù)據(jù)庫是如何使用的。也可以通過此來了解和掌握mysql以及和mysqls數(shù)據(jù)庫相關(guān)的事務(wù)，也能更清楚如何對(duì)sql語句進(jìn)行優(yōu)化以及優(yōu)化數(shù)據(jù)庫表。

4.2.mysql中的數(shù)據(jù)庫索引以及引擎

MySQL主要的索引類型主要有FULLTEXT，HASH，BTREE，RTREE。分別是全文索引，哈希索引，B+樹索引，以及即空間數(shù)據(jù)索引，他們共同構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫的INnoDB，MYISAM以及HEAP等基本存儲(chǔ)引擎和查找引擎，也使得數(shù)據(jù)庫有眾多功能，可以支持排序、分組、范圍查詢、模糊查詢等操作，使得數(shù)據(jù)可以發(fā)揮其生產(chǎn)力。

而其與外界交互的sql語句則共同組成了一個(gè)個(gè)事務(wù)，使得數(shù)據(jù)的操作成為一個(gè)個(gè)完整的事件，從而能夠通過組合來反映我們世界的變化，從而助力與我們生活中的方方面面，發(fā)揮其獨(dú)特的功能。比如通過mysql中表格數(shù)據(jù)的不同查詢條件，我們可以得出和篩選出不同人的得分情況，從而

4.3 其他數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)以及思考

4.3 .1 Oracle數(shù)據(jù)庫的引擎

oracle中不存在引擎的概念，數(shù)據(jù)處理大致可以分成兩大類：聯(lián)機(jī)事務(wù)處理OLTP（on-line transaction processing）、聯(lián)機(jī)分析處理OLAP（On-Line Analytical Processing）。OLTP是傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的主要應(yīng)用，主要是基本的、日常的事務(wù)處理，例如銀行交易。OLAP是數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的主要應(yīng)用，支持復(fù)雜的分析操作，側(cè)重決策支持，并且提供直觀易懂的查詢結(jié)果。

OLTP和OLAP的區(qū)別

OLTP?系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫內(nèi)存效率，強(qiáng)調(diào)內(nèi)存各種指標(biāo)的命令率，強(qiáng)調(diào)綁定變量，強(qiáng)調(diào)并發(fā)操作；
OLAP?系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析，強(qiáng)調(diào)SQL執(zhí)行市場(chǎng)，強(qiáng)調(diào)磁盤I/O，強(qiáng)調(diào)分區(qū)等。?

?

參見blog：https://blog.csdn.net/cafucwxy/article/details/78319414

4.3.2 Sqlite數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

sqlite數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是以零配置而生效的，具有可兼得性，

4.3.3 redis數(shù)據(jù)庫

4.3.4 mongoDB

4.3.5 hBase數(shù)據(jù)庫

5.數(shù)據(jù)庫優(yōu)化策略

1、索引優(yōu)化

2、分庫分表

3、其他

參考資料：https://blog.csdn.net/lydon1314/article/details/121479989文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-437660.html

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