MySQL数据库面试复习（基础）

数据库引擎

InnoDB

是MySQL5.5之后的默认引擎，支持事务ACID，特点是行锁设计，支持MVVC（多版本并发控制）。
InnoDB通过间隙锁（next-key locking）防止幻读的出现。InnoDB是基于聚簇索引建立，与其他存储引擎有很大的区别，聚簇索引对主键查询有很高的性能，不过它的二级索引（secondary index，非主键索引）必须包含主键列。所以如果主键列很大的话，索引会很大。

MVVC

使得大部分支持行锁的数据库不再依赖行锁进行并发控制，却而代之的是行锁和行的多版本结合起来，只需要很小的开销就可以实现非锁定读。

事务

事务的特性

• 原子性 一组操作要么全部执行，要么全部不执行，执行错误就进行回滚
• 一致性 事务开始前和事务结束后，数据的完整性约束没有被破坏（比如A向B转账，A钱少了，B却没收到）
• 隔离性 同一时间只允许同一个事务对同一个数据进行操作，不同的事务间没有影响

不考虑隔离性会出现以下问题：

1. 脏读：一个事务读取了另一个事务未提交的脏数据
2. 不可重复读：一个事务多次查询同一个数据，结果却不一样。读取了其他事务提交的数据
3. 虚读（幻读）：幻读和不可重复读类似，读取了其他事务提交的数据，但是幻读指读取一群数据整体中发现某个不应该出现的错误，像出现了幻觉。

• 持久性 数据一但改变，便永久改变

隔离级别

隔离级别越高，执行效率越低。

• 读未提交 Read Uncommitted — 未提交的数据也可以被读，会出现脏数据
• 已提交读 Read Committed — A修改的数据，B读，A又修改，B再读数据不一致。出现不可重复读，可避免脏读
• 可重复读 Repeatable Read — A操作数据，B不管读多少次都读的是A开始前的快照数据。可避免不可重复读、脏读
• 串行化 Serializable — 不允许独写并发操作，写数据时不允许读。可避免脏读、幻读、不可重复读
  MySQL的默认级别是可重复读，但是配合间隙锁，等级可达到串行化

MyISAM

特点:

1. 不支持事务
2. 不支持外键
3. 查询速度很快。如果数据库insert和update的操作比较多的话采用表锁效率低（建议使用innodb)
4. 对表进行加锁

锁

锁机制

1. 乐观锁
   乐观锁不是数据库自带的，需要我们自己去实现。乐观锁是指操作数据库时(更新操作)，想法很乐观，认为这次的操作不会导致冲突，在操作数据时，并不进行任何其他的特殊处理（也就是不加锁），而在进行更新后，再去判断是否有冲突了。
2. 悲观锁
   悲观锁就是在操作数据时，认为此操作会出现数据冲突，所以在进行每次操作时都要通过获取锁才能进行对相同数据的操作，这点跟java中的synchronized很相似，所以悲观锁需要耗费较多的时间.共享锁和排他锁相当于悲观锁的具体实现。
   i. 共享i锁 S（读锁）
   其他事务可以读，但是不可以写
   ii. 排他锁 T（写锁）
   其他事务不可以读，也不可以写

锁粒度

默认情况下，表锁和行锁都是自动获得的， 不需要额外的命令。

1. 表锁
   开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。适合于以查询为主，并发用户少，只有少量按索引条件更新数据的应用，如Web 应用
2. 页锁
   开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度一般。
3. 行锁
   开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据，同时又有并发查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统
4. 间隙锁
   间隙锁加在两条记录之间，目的是为了防止其他事务在间隔中插入数据，以导致“不可重复读”。间隙锁只在可重复读(RR)级别以上生效

不同引擎

InnoDB

• InnoDB自动加意向锁，不需要用户干预
• 对于 UPDATE、 DELETE 和 INSERT 语句， InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；
• 对于普通 SELECT 语句，InnoDB 不会加任何锁；
• InnoDB 行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现，只有通过索引条件检索数据，InnoDB 才使用行级锁，否则，InnoDB 将使用表锁！

MyISAM

只有表锁，不太适合于有大量更新操作和查询操作应用

• 表共享读锁 （Table Read Lock）：不会阻塞其他用户对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求；
• 表独占写锁 （Table Write Lock）：会阻塞其他用户对同一表的读和写操作；

索引

索引的实现

B+树：一个m阶的B+树具有如下几个特征：

1. 有k个子树的中间节点包含有k个元素（B树中是k-1个元素），每个元素不保存数据，只用来索引，所有数据都保存在叶子节点。
2. 所有的叶子结点中包含了全部元素的信息，及指向含这些元素记录的指针，且叶子结点本身依关键字的大小自小而大顺序链接。
3. 所有的中间节点元素都同时存在于子节点，在子节点元素中是最大（或最小）元素

为什么采用B+树

结构	区别
红黑树	增加，删除，红黑树会进行频繁的调整，来保证红黑树的性质，浪费时间
B树（B-树）	B树，查询性能不稳定，查询结果高度不致，每个结点保存指向真实数据的指针，相比B+树每一层每屋存储的元素更多，显得更高一点。
B+树	B+树相比较于另外两种树,显得更矮更宽，查询层次更浅

索引的种类

1. 普通索引
   MySQL中基本索引类型，没有什么限制，允许在定义索引的列中插入重复值和空值，纯粹为了查询数据更快一点。
2. 唯一索引
   索引列中的值必须是唯一的，但是允许为空值，
3. 主键索引
   是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。
4. 组合索引
   在表中的多个字段组合上创建的索引，只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段时，索引才会被使用，使用组合索引时遵循最左前缀集合（必须匹配最左边的）
   这里注意，覆盖索引包含要查找的所有列，在InnoDB中很实用。可以减少IO，避免主键索引的二次查询，解决回表问题
5. 全文索引
   全文索引，只有在MyISAM引擎上才能使用，只能在CHAR,VARCHAR,TEXT类型字段上使用全文索引。在一堆文字中，通过其中的某个关键字等，就能找到该字段所属的记录行。

根据数据结构划分

Hash索引：等值查询效率高，不能排序,不能进行范围查询，适用于k-v型数据库 例如redis
B+索引：数据有序，适合范查询

聚簇索引

聚簇索引就是数据和索引放在一起。因此一个表只有一个聚簇索引。InnoDB中默认聚簇索引。默认主键生成聚簇索引。如果没有主键则隐形设定一个主键。InnoDB中的其他索引称为辅助索引。在聚簇索引中查询除主键意外的列，需要查询两次（称为回表查询先查询到对应的主键，再用主键查询，第二次查询时，本页数据已经被加载到内存中，比较快，可以使用覆盖索引解决）。索引和数据的物理空间是一一对应的，所以建议主键设置自增，这样在磁盘上写的数据规整，不会有太多碎片

非聚簇索引

非聚簇索引指索引中存放行数据的地址。

参考连接：
https://www.jianshu.com/p/21b6c82a5981
https://www.cnblogs.com/liqiangchn/p/9066686.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/29150809
https://cloud.tencent.com/developer/article/1125452
https://blog.csdn.net/qq_22222499/article/details/79060495