MySQL 索引与事务详解

MySQL 索引与事务详解

一、索引（Index）

1. 索引的作用与原理

索引是数据库的"目录"，能够大幅提高查询速度，但会增加写入开销。MySQL 使用 B+Tree 作为主要索引结构。

2. 索引类型

(1) 普通索引

CREATE INDEX idx_name ON users(name);  -- 创建
DROP INDEX idx_name ON users;         -- 删除

(2) 唯一索引

CREATE UNIQUE INDEX idx_email ON users(email);

(3) 主键索引（自动创建）

ALTER TABLE users ADD PRIMARY KEY(id);

(4) 复合索引（最左前缀原则）

CREATE INDEX idx_name_age ON users(name, age);
-- 能使用索引的情况：
-- WHERE name = '张三'
-- WHERE name = '张三' AND age = 25
-- WHERE name LIKE '张%'
-- 不能使用索引的情况：
-- WHERE age = 25
-- WHERE age = 25 AND name = '张三'

3. 索引优化技巧

• 为 WHERE、JOIN、ORDER BY 涉及的列创建索引
• 避免过度索引（每个索引占用存储空间并影响写入性能）
• 使用 EXPLAIN 分析查询：

EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE name = '张三';

4. 索引失效的常见情况

• 使用 !=、NOT IN、IS NULL、IS NOT NULL
• 对索引列使用函数：WHERE YEAR(create_time) = 2023
• 类型转换：WHERE name = 123（name 是字符串类型）
• 模糊查询以通配符开头：WHERE name LIKE '%三'

二、事务（Transaction）

1. 事务的特性（ACID）

• 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的工作单位
• 一致性（Consistency）：事务执行前后数据库保持一致状态
• 隔离性（Isolation）：事务之间互不干扰
• 持久性（Durability）：事务提交后永久生效

2. 事务基本操作

START TRANSACTION;  -- 或 BEGIN
-- 执行SQL语句
INSERT INTO orders(user_id, amount) VALUES(1, 100);
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1;
COMMIT;  -- 提交
-- 或 ROLLBACK;  -- 回滚

3. 事务隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	说明
READ UNCOMMITTED	✓	✓	✓	性能最高，安全性最低
READ COMMITTED	×	✓	✓	Oracle默认级别
REPEATABLE READ	×	×	✓	MySQL默认级别
SERIALIZABLE	×	×	×	安全性最高，性能最低

查看和设置隔离级别：

SELECT @@transaction_isolation;  -- 查看当前隔离级别
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;  -- 设置隔离级别

4. 事务中的常见问题

(1) 脏读（Dirty Read）

事务A读取了事务B未提交的数据

(2) 不可重复读（Non-repeatable Read）

事务A多次读取同一数据，期间事务B修改了该数据，导致事务A读取结果不一致

(3) 幻读（Phantom Read）

事务A读取某个范围的数据，期间事务B插入了新数据，事务A再次读取时出现"幻行"

5. 事务最佳实践

• 尽量缩短事务执行时间
• 避免在事务中进行远程调用或耗时操作
• 合理设置隔离级别（通常使用默认的 REPEATABLE READ）
• 处理死锁：

-- 查看最近死锁信息
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

三、索引与事务的实际应用示例

-- 创建带索引的表
CREATE TABLE orders (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,user_id INT NOT NULL,amount DECIMAL(10,2) NOT NULL,created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,INDEX idx_user_id (user_id),INDEX idx_created_at (created_at)
);-- 事务操作：下单并扣款
START TRANSACTION;INSERT INTO orders (user_id, amount) VALUES (1, 99.99);
UPDATE accounts SET balance = balance - 99.99 WHERE user_id = 1;-- 检查余额是否足够
SELECT balance FROM accounts WHERE user_id = 1 FOR UPDATE;-- 如果余额足够则提交，否则回滚
COMMIT;
-- 或 ROLLBACK;

四、高级话题

1. 覆盖索引

查询的列都包含在索引中，无需回表查询

CREATE INDEX idx_covering ON users(name, age);
SELECT name, age FROM users WHERE name = '张三';  -- 使用覆盖索引

2. 行锁、表锁与间隙锁

• InnoDB 默认使用行锁
• 某些情况会升级为表锁（如无索引更新）
• 间隙锁防止幻读（在 REPEATABLE READ 级别下）

3. 保存点（Savepoint）

START TRANSACTION;
-- 操作1
SAVEPOINT sp1;
-- 操作2
ROLLBACK TO sp1;  -- 回滚到保存点
COMMIT;

掌握索引和事务是 MySQL 高效使用的关键，合理运用可以大幅提升应用性能和可靠性。