Java 数据库知识整理

此文记录了自己学习Java 数据库的基础知识，纪念自己面试前的准备。

数据架构

面试：如何设计一个关系型数据库？

• 逻辑（存储管理、缓存机制、SQL解析、日志管理、权限、容灾、索引管理、锁机制）
• 存储（文件系统）

数据库索引

面试：为什么要用索引

如果不使用索引，需要使用到全表扫描。
使用索引可以快速的查询数据。

面试：什么样的信息能成为索引？

索引可能的数据结构

• 二叉查找树进行二分查找
• 使用B-Tree结构
• 使用B±Tree结构
• 建立Hash结构

B+Tree 更适合做存储索引

• B+树的磁盘读写代价更低
• B+树的查询效率更加稳定O(logn)
• B+树更有利于对数据库的扫描

面试：如何定位并优化慢查询SQL

• 根据慢日志定位慢查询SQL
• 使用explain等工具分析SQL
• 修改SQL使其尽量走索引

联合索引的最左匹配原则

MySQL会一直向右匹配直到遇到范围查询（> < between like）就会停止匹配，比如 a=2 and b=3 and c>5 and d=6如果建立的索引是（a b c d），那么d是用不到索引的，如果建立的索引是（a b d c）就可以用到。
= 和 in 可以乱序，如果 a=1 and b=2 and c=3 建立（a b c）索引顺序任意，MySQL可以优化这种形式。

索引建立的越多越好吗

• 数据量小的表不需要建立索引，索引需要额外的开销
• 数据变更需要维护索引，更多的索引需要更多的维护成本
• 索引需要空间

数据库锁

MyISAM与InnoDB关于锁方面的区别

• MyISAM默认使用的表级锁，不支持行级锁
• InnoDB默认使用的是行级锁，也支持表级锁

给MyISAM表加上读|写锁：
lock tables table_name read | write

给MyISAM表解锁:
unlock tables;

共享锁：S锁，读锁
排他锁：X锁，写锁

给select语句上排它锁：

select * from table_name for update

给InnoDB表加共享锁：

select * from table_name where id=xx lock in share mode;

InnoDB在没有用到索引的时候，用的是表级锁，用到索引的时候，用的是行级锁。

MyISANM、InnoDB适用场景

• MyISANM适合全表count语句
• MyISANM适合对数据的增删改频率不高，查询非常频繁
• MyISANM适合没有事务
• InnoDB适合增删改频率高
• InnoDB适合需要事务支持

锁的分类

• 按粒度分，分为表级锁，行级锁，页级锁
• 按级别分，分为共享锁，排他锁
• 按方式分，分为自动锁，显示锁
• 按使用分，分为乐观锁，悲观锁

事务

ACID

• 原子性 Atomic
• 一致性 Consistency
• 隔离性 Isolation
• 持久性 Durability

事务隔离级别

事务在并发情况下出现的问题？

• 更新丢失：事务A的更新记录被事务B的更新回滚了
• 脏读：事务A读到了事务B没有提交的记录
• 不可重复读：由于事务B在更新提交事务，事务A每次读取的数据可能都不一样，就算程序能使用了最后一次读到的数据，总感觉不可靠
• 幻读：对多行数据的操作，事务A读到了多行数据，事务B对数据删除、新增，事务A的更新操作就多了行、少了行。

next-key 锁 （行锁+Gap锁）

语法

GROUP BY

• 满足’SELECT子句中的列名必须为分组列或函数’
• 列函数对于GROUP BY子句定义的每一个组返回一个结果

HAVING

• 通常与GROUP BY子句一起使用
• WHERE过滤行，HAVING过滤组
• 出现顺序，WHERE -> GROUP BY -> HAVING