如何设计一个关系型数据库（锁，索引）

目录

一.为什么要使用索引？

二.什么样的信息能成为索引？

三.索引的数据结构？

关于锁

1.MyISAM和InnoDB关于锁方面的区别是什么？

2.数据库事务的四大特性

3.事务隔离级别以及各级别下的并发访问问题

4.InoDB可重复读隔离级别下如何避免幻读？

5.RC、RR级别下的InnoDB的非阻塞读如何实现？

数据库最终的是存储。所以首要的是一个存储模块（文件系统），可以存在在机械硬盘或者是固态硬盘，光有存储不行，得需要一个程序实例组织这些数据才能使用。所以大方向下分为存储和程序实例。

关于程序实例，其实和做的项目一样，也许对功能进行划分。

首先需要对数据的格式以及文件的分个进行统一的管理，即把物理数据通过逻辑的形式来表示出来，这一功能划分为存储管理。

为了更好的优化程序，引入缓存机制，把取出来的数据存放在缓存里，下次需要的时候，直接从内存返回。

需要提供给外界指令可以操作我们的数据库，所以需要SQL解析模块。

做的sql操作需要记录下来，方便做主从同步或者灾难恢复，因此需要有日志管理办法来记录操作。

再者，需要给用户管理数据的私密空间，即权限划分。

设计系统除了考虑正常的功能，还需要考虑异常的功能，该如何恢复，所以需要引入容灾机制。

为了进一步提高查询的速度，以及支持并发，需要引入最为重要的两个模块：索引管理(提高查询)，锁管理(支持并发)。

关于索引

一.为什么要使用索引？

快速查询数据

二.什么样的信息能成为索引？

主键、唯一键、普通键

三.索引的数据结构？

二叉树查找树进行二分查找

建立B-Tree结构

建立B+-Tree结构（Mysql）

索引是建立越多越好吗?

数据量小的表不需要建立索引，建立索引会增加额外的开销，索引也是一些存储在磁盘上的数据。

数据变更需要维护索引，更多的索引意味着更多的维护成本，也意味着需要更多的空间。

关于锁

1.MyISAM和InnoDB关于锁方面的区别是什么？

MyISAM默认用的是表级锁，不支持行级锁

InnoDB默认支持的是行级锁，也支持表级锁

关于MyISAM：假设有一条select语句A对数据库操作需要十秒钟，此时如果有另外一条语句B想要更新某一行（即使不在select的范围钟），那么B语句会等待A语句执行完毕之后再执行，这就是MyISAM的表级锁。其原理是，当执行select的时候，会对表加一个读锁，而对数据进行增删改的时候，会对表加一个写锁，当读锁未被释放的时候，另外一个访问想要增加写锁就会被阻塞，直到所有的读锁被释放。可以使用lock tables [table_name] read;手动给表增加读锁，使用unlock tables;可以解锁。

读锁也称为共享锁，可以理解为两条select语句可以同时对一个数据库操作，即使其中一条执行非常慢。写锁也称为排它锁，即不能同时执行，需等待其它写锁释放才能执行。也可再select语句后面加上for update来手动上排它锁，上共享锁是lock in share mode;。

关于InnoDB：由于InnoDB的事务是自动提交的，所以先把自动事务提交关闭：set  autocommit=0;然后再对某一行进行select操作，同时另外一个session对这一行数据进行写操作，此操作会被阻塞，但如果此时对其它行数据进行写操作，将会很快的执行成功，这就是行级锁。其他操作与共享锁和排它锁的限制基本一致。

值得一提的是，InnoDB在没有用到索引的时候是用的表级锁。（如果不走索引的select添加读锁，那么此时即使是更新不同行也需要等待读锁解锁。

X：排它锁    S：共享锁

四.数据库事务四大特性（ACID），四种隔离级别

这部分内容有点多，就分开记录了：

原文链接：ACID与隔离级别

1.InoDB可重复读隔离级别下如何避免幻读？

//@todo

2.RC、RR级别下的InnoDB的非阻塞读如何实现？

可以通过 select@@tx_isolation查看当前session事务隔离级别，

//@todo