MySql 三大知识点，索引、锁、事务，原理分析 _MySql

作者：莫那鲁道来源：http://thinkinJAVA.cn/1.索引索引，类似书籍的目录，可以根据目录的某个页码立即找到对应的内容。
索引的优点：1. 天生排序，2. 快速查找。
索引的缺点：1. 占用空间，2. 降低更新表的速度。
注意点：小表使用全表扫描更快，中大表才使用索引。超级大表索引基本无效。
索引从实现上说，分成 2 种：聚集索引和辅助索引（也叫二级索引或者非聚集索引）
从功能上说，分为 6 种：普通索引，唯一索引，主键索引，复合索引，外键索引，全文索引。
详细说说 6 种索引：
1、普通索引：最基本的索引，没有任何约束。
2、唯一索引：与普通索引类似，但具有唯一性约束。
3、主键索引：特殊的唯一索引，不允许有空值。
4、复合索引：将多个列组合在一起创建索引，可以覆盖多个列。
5、外键索引：只有InnoDB类型的表才可以使用外键索引，保证数据的一致性、完整性和实现级联操作。
6、全文索引：MySQL 自带的全文索引只能用于 InnoDB、MyISAM，并且只能对英文进行全文检索，一般使用全文索引引擎（ES，Solr）。
注意：主键就是唯一索引，但是唯一索引不一定是主键，唯一索引可以为空，但是空值只能有一个，主键不能为空。
另外，InnoDB 通过主键聚簇数据，如果没有定义主键且没有定义聚集索引，MySql 会选择一个唯一的非空索引代替，如果没有这样的索引，会隐式定义个 6 字节的主键作为聚簇索引，用户不能查看或访问。
简单点说：
1、设置主键时，会自动生成一个唯一索引，如果之前没有聚集索引，那么主键就是聚集索引。
2、没有设置主键时，会选择一个不为空的唯一索引作为聚集索引，如果还没有，那就生成一个隐式的 6 字节的索引。
MySql 将数据按照页来存储，默认一页为 16kb，当你在查询时，不会只加载某一条数据，而是将这个数据所在的页都加载到 pageCache 中，这个其实和 OS 的就近访问原理类似。
MySql 的索引使用 B+ 树结构。在说 B+ 树之前，先说说 B 树，B 树是一个多路平衡查找树，相较于普通的二叉树，不会发生极度不平衡的状况，同时也是多路的。
B 树的特点是：他会将数据也保存在非页子节点。
看图可知：

文章插图

而这个特点会导致非页子节点不能存储大量的索引。
而 B+ Tree 就是针对这个对 B tree 做了优化。如下图所示：

文章插图

我们看到，B+ Tree 将所有的 data 数据都保存到了叶子节点中，非也子节点只保存索引和指针。
我们假设一个非页子节点是 16kb，每个索引，即主键是 bigint，即 8b，指针为 8b 。那么每页能存储大约 1000 个索引（16kb/ 8b + 8b）.
而一颗 3 层的 B+树能够存储多少索引呢？
如下图：

文章插图

大约能够存储 10 亿个索引。通常 B+ 树的高度在 2-4 层，由于 MySql 在运行时，根节点是常驻内存的，因此每次查找只需要大约 2 -3 次 IO 。可以说，B+ 树的设计，就是根据机械磁盘的特性来进行设计的。
知道了索引的设计，我们能够知道另外一些信息：
1、MySql 的主键不能太大，如果使用 UUID 这种，将会浪费 B+ 树的非叶子节点。
2、MySql 的主键最好是自增的，如果使用 UUID 这种，每次插入都会调整 B+树，从而导致页分裂，严重影响性能。
那么，如果项目中使用了分库分表，我们通常都会需要一个主键进行 sharding，那怎么办呢？在实现上，我们可以保留自增主键，而逻辑主键用来作为唯一索引即可。
2.锁机制关于 Mysql 的锁，各种概念就会喷涌而出，事实上，锁有好几种维度，我们来解释一下。
1.类型维度
共享锁（读锁 / S 锁）
排它锁（写锁 / X 锁）
类型细分：

意向共享锁
意向排他（互斥）锁

悲观锁（使用锁，即 for update）
乐观锁（使用版本号字段，类似 CAS 机制，即用户自己控制。缺点：并发很高的时候，多了很多无用的重试）
2.锁的粒度（粒度维度）
表锁
页锁（Mysql BerkeleyDB 引擎）
行锁（InnoDB）
3.锁的算法（算法维度）
Record Lock（单行记录）
Gap Lock（间隙锁，锁定一个范围，但不包含锁定记录）