一文搞懂——MySQL索引事务JDBC

一、索引

1.1 索引是什么？

1.2 怎样创建索引？

1.3 索引使用的数据结构是什么？

1.4 索引相关的概念

1.5 索引失效的原因

二、事务

2.1 事务是什么？

2.2 为什么要使用事务？

2.3 事务的使用

2.4 事务的特性

三、Java的数据库编程：JDBC

3.1 JDBC是什么？

3.2 JDBC常用接口和类

3.3 JDBC的使用

❤️ ( ⚫︎ー⚫︎ ) balalala~求一键三连~❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️❤️
　／　　　＼
/　　　 ○ 　\
/　 / 　　ヽ \ |
|　/　　　　 \　|
\Ԏ　　　　 Ԏ/
　卜−　　 ―イ
　 \　　/\　 /
　　︶　︶

一、索引

1.1 索引是什么？

索引是一种特殊的文件，包含着对数据表里所有记录的引用指针。可以对表中的一列或多列创建索引，并指定索引的类型，各类索引有各自的数据结构实现。

简单来说，就是为了提高查询效率而使用一种数据结构把数据组织起来，比如实现生活中的字典，在查询某个字的时候就用到了索引。

试想，如果没有索引，要在字典中找一个字，时间复杂度是多少？

答案是 O（n) 。

1.2 怎样创建索引？

要考虑对数据库表的某列或某几列创建索引，需要考虑以下几点：

a.数据量较大，且经常对这些列进行条件查询。

b.该数据库表的插入操作，及对这些列的修改操作频率较低。

c.索引会占用额外的磁盘空间。

d.满足以上条件时，考虑对表中的这些字段创建索引，以提高查询效率。

反之，如果非条件查询列，或经常做插入、修改操作，或磁盘空间不足时，不考虑创建索引。

索引一般创建在频繁查询的列上，且这个列中的重复值较少。

对于非主键、非唯一约束、非外键的字段，可以创建普通索引

create index 索引名 on 表名（字段名）；（字段名可以有多个，用逗号隔开）

（表中的主键会自动创建索引）

手动创建索引

一张表里至少会有一个索引，如果一张表里没有索引，MySQL会为每一行生成一个唯一的字段，并用这个字段当前做索引。

删除索引

drop index 索引名 on 表名 ;

1.3 索引使用的数据结构是什么？

1.HASH：查询的时间复杂度为O（1），但HASH并不支持范围查找，所以MySQL没有使用HASH作为索引的数据结构。

2.二叉搜索树：查询的时间复杂度为O（n),红黑树的时间复杂度log(n),MySQL依旧没有使用。

3.B树：虽然可以降低树高，但还是没有使用。

4.B+树：对B树做了进一步优化，是索引最终使用的数据结构

a.叶子节点是相互连接，MySQL中使用的B+树是一个双向循环链表

b.叶子节点中包含了树中所有节点的真实数据，非叶子节点中包含的是主键（id）和叶子节点的引用

c.在一定的的数据量范围内，不论查找的数据是什么，时间效率基本相同

d.最重要的是，叶子节点中的数据是有序的，所以支持范围查找

e.N叉搜索树，有效地降低了树的高度，从而减少了磁盘IO次数

1.4 索引相关的概念

一个索引包含多个字段就叫组合索引;create index 索引名 on 表名(字段名1,字段名2);
在查询时一定要在where条件中按索引顺序写过滤条件，使用索引的最左原则；
如果索引中包含要查询的所有列，那么直接从索引中返回结果，叫做索引覆盖；
当查询列表为*或索引不能满足查询结果，那么会使用id到主键索引中查询完整的结果，主键索引中包含当前数据行中所有列的值，叫做回表查询。

1.5 索引失效的原因

最左原则：类似于字典的⽬录，这就是⼀个典型的复合索引
判断不等：每个都要判断
类型转换：与原类型不符
like '%xxx'：第⼀个字符都不能确定，怎么去索引中⽐较呢？
索引列运算 age + 1：改了原来的值
is null 或 is not null ：全表扫描了

二、事务

2.1 事务是什么？

事务指逻辑上的一组操作，组成这组操作的各个单元，要么全部成功，要么全部失败。

在不同的环境中，都可以有事务。对应在数据库中，就是数据库事务。

简而言之，事务就是把一组SQL语句打包运行的机制，要么全都执行，要么全都不执行。

2.2 为什么要使用事务？

准备测试表：

drop table if exists accout;
create table accout(
 id int primary key auto_increment,
 name varchar(20) comment '账户名称',
 money decimal(11,2) comment '金额'
);
insert into accout(name, money) values
('阿里巴巴', 5000),
('四十大盗', 1000);
-- 比如说，四十大盗从阿里巴巴的账户上偷盗了2000元
-- 阿里巴巴账户减少2000
update accout set money=money-2000 where name = '阿里巴巴';
-- 四十大盗账户增加2000
update accout set money=money+2000 where name = '四十大盗';

假如在执行以上第一句 SQL 时，出现网络错误，或是数据库挂掉了，阿里巴巴的账户会减少 2000，但是四十大盗的账户上就没有了增加的金额。

解决方案：使用事务来控制，保证以上两句SQL要么全部执行成功，要么全部执行失败

2.3 事务的使用

（1）开启事务： start transaction;

（2 ）执行多条 SQL语句

（3 ）回滚或提交： rollback/commit;

说明： rollback 即是全部失败， commit 即是全部成功。

2.4 事务的特性

1.原子性(atomicity)

事务中的SQL要么都执⾏要么都不执⾏，通过commit/rollback控制。

2.⼀致性(Consistency)

官⽹上描述：数据库从⼀个⼀致性状态变换到另外⼀个⼀致性状态。
事务执⾏之前与执⾏之后，要保持的正确的结果，可以⽤转账说明

3.隔离性(Isolation)

多个事务执⾏的过程中不能互相⼲扰

4.持久性(Durability)

事务⼀旦提交就会写⼊磁盘永久保留，即使是数据库服务故障也不会影响数据的内容

多个事务之间是否可以相互影响？

四种情况的详解如下：

三、Java的数据库编程：JDBC

3.1 JDBC是什么？

JDBC ，即 Java Database Connectivity ， java 数据库连接。是一种用于执行 SQL 语句的 Java API ，它是 Java中的数据库连接规范。这个 API 由 java.sql.*,javax.sql.* 包中的一些类和接口组成，它为 Java 开发人员操作数据库提供了一个标准的API ，可以为多种关系数据库提供统一访问。

JDBC 工作原理

JDBC 为多种关系数据库提供了统一访问方式，作为特定厂商数据库访问 API 的一种高级抽象，它主要包含一些通用的接口类。

在工作中，都是用程序来操作数据库的，所以需要程序和数据建立连接并完成操作。

JDBC访问数据库层次结构:

JDBC优势：

Java语言访问数据库操作完全面向抽象接口编程
开发数据库应用不用限定在特定数据库厂商的API
程序的可移植性大大增强

3.2 JDBC常用接口和类

1.JDBC API

在 Java JDBC 编程中对数据库的操作均使用 JDK 自带的 API 统一处理，通常与特定数据库的驱动类是完全解耦的。所以掌握Java JDBC API （位于 java.sql 包下）即可掌握 Java 数据库编程。

2.数据库连接Connection

Connection 接口实现类由数据库提供，获取 Connection 对象通常有两种方式：

一种是通过DriverManager（驱动管理类）的静态方法获取：
// 加载JDBC驱动程序
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
// 创建数据库连接
Connectionconnection=DriverManager.getConnection(url);
一种是通过DataSource（数据源）对象获取。实际应用中会使用DataSource对象.
DataSourceds=newMysqlDataSource();
((MysqlDataSource) ds).setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test");((MysqlDataSource) ds).setUser("root");
((MysqlDataSource) ds).setPassword("root");
Connectionconnection=ds.getConnection();
以上两种方式的区别是：
DriverManager 类来获取的 Connection连接，是无法重复利用的，每次使用完以后释放资源时，通过 connection.close() 都是关闭物理连接。
. DataSource提供连接池的支持。连接池在初始化时将创建一定数量的数据库连接，这些连接是可以复用的，每次使用完数据库连接，释放资源调用connection.close()都是将Conncetion连接对象回收。

3.Statement对象

Statement 对象主要是将 SQL 语句发送到数据库中。 JDBC API 中主要提供了三种 Statement 对象。

实际开发中最常用的是PreparedStatement对象，以下对其的总结：

4.ResultSet对象

ResultSet对象它被称为结果集，它代表符合SQL语句条件的所有行，并且它通过一套getXXX方法提供了对这些行中数据的访问。
ResultSet里的数据一行一行排列，每行有多个字段，并且有一个记录指针，指针所指的数据行叫做当前数据行，我们只能来操作当前的数据行。我们如果想要取得某一条记录，就要使用ResultSet的next()方法 ,如果我们想要得到ResultSet里的所有记录，就应该使用while循环。

3.3 JDBC的使用

对于MySQL的JDBC编程：

1.创建一个工程

2.引入mysql依赖

a.连接数据库

URL（版本5和8）

    //先定义一个数据源对象
    private static DataSource dataSource = null;
 
        //1.初始化数据源
        MysqlDataSource mysqlDataSource = new MysqlDataSource();
        //2.设置连接参数
        mysqlDataSource.setURL(URL);
        mysqlDataSource.setUser(USER);
        mysqlDataSource.setPassword(PASSWORD);
        //3.把构建好的Mysql数据源赋值给JDBC中的datasource
        dataSource = mysqlDataSource;
 
            //1.通过数据源获取一个数据库连接
            connection = dataSource.getConnection();

            //接收用户输入值
            System.out.println("请输入id：");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            int id = scanner.nextInt();
            //2.定义SQL语句
//            String sql = "select * from student where id = " + id;
            String sql = "select * from student where id = ?";
            System.out.println("sql-->" + sql);
            //3.获取statement对象
//            statement = connection.createStatement();
            //获取预处理对象
            statement = connection.prepareStatement(sql);
            //处理占位符的值
            statement.setInt(1,id);
            //4.执行SQL
            resultSet = statement.executeQuery();

b.执行sql语句（上方代码）

c.把查询到的结果集转化为Java对象

            //5.解析结果集,resultSet.next()表示结果集中是否有记录
            while (resultSet.next()) {
                //创建表示结果的JAVA对象
                Student student = new Student();
                //依次读取结果集中的数据斌赋值给JAVA对象
                student.setId(resultSet.getInt(1));
                student.setSn(resultSet.getInt(2));
                student.setName(resultSet.getString(3));
                student.setMail(resultSet.getString(4));
                //打印结果
                System.out.println(student);
            }

d.释放资源

            //依次关闭资源
            if (resultSet != null) {
                try {
                    resultSet.close();
                } catch (SQLException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (statement != null) {
                try {
                    statement.close();
                } catch (SQLException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (connection != null) {
                try {
                    connection.close();
                } catch (SQLException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }

创建的student实例

public class Student {
    private int id;
    private String sn;
    private String name;
    private String mail;
    private int classesId;

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getSn() {
        return sn;
    }

    public void setSn(String sn) {
        this.sn = sn;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getMail() {
        return mail;
    }

    public void setMail(String mail) {
        this.mail = mail;
    }

    public int getClassesId() {
        return classesId;
    }

    public void setClassesId(int classesId) {
        this.classesId = classesId;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", sn='" + sn + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", mail='" + mail + '\'' +
                ", classesId=" + classesId +
                '}';
    }
}

利用封装进行优化，避免重复操作

   // 先定义一个数据源对象
    private static DataSource dataSource = null;
    // 数据库的用户名
    private static final String USER = "root";
    // 数据库的密码
    private static final String PASSWORD = "123456";
    // 数据库连接字符串
    private static final String URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/java78?characterEncoding=utf-8&useSSL=false";
 
    static {
        // 初始化数据源
        MysqlDataSource mysqlDataSource = new MysqlDataSource();
        mysqlDataSource.setURL(URL);
        mysqlDataSource.setUser(USER);
        mysqlDataSource.setPassword(PASSWORD);
        dataSource = mysqlDataSource;
    }
 
    // 用private 修饰构造方法，使外部不能new 这个类的对象
    private DBUtil() {}
 
    /**
     * 获取数据库连接
     * @return
     * @throws SQLException
     */
    public static Connection getConnection () throws SQLException {
        return dataSource.getConnection();
    }
 
    /**
     * 关闭对象并释放资源
     * @param resultSet
     * @param statement
     * @param connection
     */
    public static void close (ResultSet resultSet, PreparedStatement statement, Connection connection) {
        // 依次关闭对象，并释放资源
        if (resultSet != null) {
            try {
                resultSet.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
 
        if (statement != null) {
            try {
                statement.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
 
        if (connection != null) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

调用封装查询student表中的全部信息

public class Demo02_SelectAll {
    public static void main(String[] args) {
        // 查询到的所有学生信息
        List<Student> students = null;
        Connection connection = null;
        PreparedStatement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            // 1. 创建数据源并获取数据库连接
            connection = DBUtil.getConnection();
            // 2. 构造SQL语句
            String sql = "select id, sn, name, mail, classes_id from student";
            // 使用SQL预处理对象处理SQL
            statement = connection.prepareStatement(sql);
            // 3. 执行SQL并获取结果，如果是结果集把结果集转成java对象
            resultSet = statement.executeQuery();
            // 遍历结果集，处理查询到数据
            while (resultSet.next()) {
                // 如果List为空则创建
                if (students == null) {
                    students = new ArrayList<>();
                }
                // 解析结果集并封装成Student对象
                Student student = new Student();
                student.setId(resultSet.getInt(1));
                student.setSn(resultSet.getString(2));
                student.setName(resultSet.getString("name"));
                student.setMail(resultSet.getString("mail"));
                student.setClassesId(resultSet.getInt("classes_id"));
                // 加入到集合中
                students.add(student);
            }
            // 打印结果
            System.out.println(students);

        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 4. 释放资源
            DBUtil.close(resultSet, statement, connection);
        }
    }
}

💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫💫