搞定MySQL之面经（一）
一、数据库范式
- 第一范式：1NF是对属性的原子性约束，要求字段具有原子性，不可再分解 (只要是关系型数据库都满足1NF)。
- 第二范式：2NF是在满足第一范式的前提下，非主键字段不能出现部分依赖主键；解决：消除复合主键就可避免出现部分以来，可增加单列关键字。
- 第三范式：3NF是在满足第二范式的前提下，非主键字段不能出现传递依赖，比如某个字段a依赖于主键，而一些字段依赖字段a，这就是传递依赖。解决：将一个实体信息的数据放在一个表内实现。
二、事务
1、事务四大特性（ACID）
- 原子性：不可分割的操作单元，事务中所有操作，要么全部成功；要么撤回到执行事务之前的状态
- 一致性：如果在执行事务之前数据库是一致的，那么在执行事务之后数据库也还是一致的；
- 隔离性：事务操作之间彼此独立和透明互不影响。事务独立运行。这通常使用锁来实现。一个事务处理后的结果，影响了其他事务，那么其他事务会撤回。事务的100%隔离，需要牺牲速度。
- 持久性：事务一旦提交，其结果就是永久的。即便发生系统故障，也能恢复。
2、MySQL的事务隔离级别：
- 未提交读(Read Uncommitted)：允许脏读，其他事务只要修改了数据，即使未提交，本事务也能看到修改后的数据值。也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据
- 提交读(Read Committed)：只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别 (不重复读)。
- 可重复读(Repeated Read)：可重复读。无论其他事务是否修改并提交了数据，在这个事务中看到的数据值始终不受其他事务影响。MySQL数据库(InnoDB引擎)默认使用可重复读（ Repeatable read)。
- 串行读(Serializable)：完全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞。
脏读: 是指事务T1将某一值修改，然后事务T2读取该值，此后T1因为某种原因撤销对该值的修改，这就导致了T2所读取到的数据是无效的。
不可重复读 ：是指在数据库访问时，一个事务范围内的两次相同查询却返回了不同数据。
幻读: 是指当事务不是独立执行时发生的一种现象，比如第一个事务对一个表中的数据进行了修改，这种修改涉及到表中的全部数据行。同时，第二个事务也修改这个表中的数据，这种修改是向表中插入一行新数据。那么就会发生，操作第一个事务的用户发现表中还有没有修改的数据行，就好象发生了幻觉一样。
不可重复读&幻读区别：不可重复读重点在于update和delete，而幻读的重点在于insert。
三、索引
数据库索引，是数据库管理系统中一个排序的数据结构，以协助快速查询、更新数据库表中数据。索引的实现通常使用 B_TREE。B_TREE 索引加速了数据访问，因为存储引擎不会再去扫描整张表得到需要的数据；相反，它从根节点开始，根节点保存了子节点的指针，存储引擎会根据指针快速寻找数据。
MySQL数据库的五类索引:
- 普通索引，数据可以重复，没有任何限制。
- 唯一索引，要求索引列的值必须唯一，但允许有空值；如果是组合索引，那么列值的组合必须唯一。
- 主键索引，是一种特殊的唯一索引，一个表只能有一个主键，不允许有空值，一般是在创建表的同时创建主键索引。
- 组合索引 ，在多个字段上创建的索引，只有在查询条件中使用了创建索引时的第一个字段，索引才会被使用。
- 全文索引，是对于大表的文本域：char，varchar，text列才能创建全文索引，主要用于查找文本中的关键字，并不是直接与索引中的值进行比较。fulltext更像是一个搜索引擎，配合match against操作使用，而不是一般的where语句加like。
注:全文索引目前只有MyISAM存储引擎支持全文索引，InnoDB引擎5.6以下版本还不支持全文索引。
所有存储引擎对每个表至少支持16个索引，总索引长度至少为256字节，索引有两种存储类型，包括B型树索引和哈希索引。索引可以提高查询的速度，但是创建和维护索引需要耗费时间，同时也会影响插入的速度，如果需要插入大量的数据时，最好是先删除索引，插入数据后再建立索引。
MyISAM引擎使用B+Tree作为索引结构，叶节点的data域存放的是数据记录的地址，即：MyISAM索引文件和数据文件是分离的，MyISAM的索引文件仅仅保存数据记录的地址。MyISAM中索引检索的算法为首先按照B+Tree搜索算法搜索索引，如果指定的Key存在，则取出其data域的值，然后以data域的值为地址，读取相应数据记录。MyISAM的索引方式也叫做“非聚集”的。
InnoDB引擎也使用B+Tree作为索引结构，但是InnoDB的数据文件本身就是索引文件，叶节点data域保存了完整的数据记录。这个索引的key是数据表的主键，因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。这种索引叫做“聚焦索引”。InnoDB的辅助索引的data域存储相应记录主键的值而不是地址。换句话说，InnoDB的所有辅助索引都引用主键作为data域。聚集索引这种实现方式使得按主键的搜索十分高效，但是辅助索引搜索需要检索两遍索引：首先检索辅助索引获得主键，然后用主键到主索引中检索获得记录。InnoDB的索引实现后，不建议使用过长的字段作为主键，因为所有辅助索引都引用主索引，过长的主索引会令辅助索引变得过大。在Innodb中也不建议使用非单调的字段作为主键，因为InnoDB数据文件本身是一颗B+Tree，非单调的主键会造成在插入新记录时数据文件为了维持B+Tree的特性而频繁的分裂调整，十分低效，建议使用自增字段作为主键。
四、MySQL 存储引擎
MySQL支持多种存储引擎,比如InnoDB,MyISAM,Memory,Archive等等.在大多数的情况下,直接选择使用InnoDB引擎都是最合适的，InnoDB也是MySQL的默认存储引擎。
存储引擎 MyISAM和InnoDB区别：
- InnoDB支持事务，MyISAM不支持。
- MyISAM适合查询以及插入为主的应用，InnoDB适合频繁修改以及涉及到安全性较高的应用。
- InnoDB支持外键，MyISAM不支持。
- 从MySQL5.5.5以后，InnoDB是默认引擎。
- MyISAM支持全文类型索引，而InnoDB不支持全文索引。
- InnoDB中不保存表的总行数，select count(*) from table时，InnoDB需要扫描整个表计算有多少行，但MyISAM只需简单读出保存好的总行数即可。注：当count(*)语句包含where条件时MyISAM也需扫描整个表。
- 对于自增长的字段，InnoDB中必须包含只有该字段的索引，但是在MyISAM表中可以和其他字段一起建立联合索引。
- 清空整个表时，InnoDB是一行一行的删除，效率非常慢。MyISAM则会重建表。MyisAM使用delete语句删除后并不会立刻清理磁盘空间，需要定时清理，命令：OPTIMIZE table dept;
- InnoDB支持行锁（某些情况下还是锁整表，如 update table set a=1 where user like ‘%lee%’）
- Myisam创建表生成三个文件：.frm 数据表结构 、 .myd 数据文件 、 .myi 索引文件，Innodb只生成一个 .frm文件，数据存放在ibdata1.log
现在一般都选用InnoDB，主要是MyISAM的全表锁，读写串行问题，并发效率锁表，效率低，MyISAM对于读写密集型应用一般是不会去选用的。
应用场景：
- MyISAM不支持事务处理等高级功能，但它提供高速存储和检索，以及全文搜索能力。如果应用中需要执行大量的SELECT查询，那么MyISAM是更好的选择。
- InnoDB用于需要事务处理的应用程序，包括ACID事务支持。如果应用中需要执行大量的INSERT或UPDATE操作，则应该使用InnoDB，这样可以提高多用户并发操作的性能。
五、锁
当数据库有并发事务的时候,可能会产生数据的不一致,这时候需要一些机制来保证访问的次序,锁机制就是这样的一个机制。从锁的类别上来讲,有共享锁和排他锁。
- 共享锁: 又叫做读锁. 当用户要进行数据的读取时,对数据加上共享锁.共享锁可以同时加上多个。
- 排他锁: 又叫做写锁. 当用户要进行数据的写入时,对数据加上排他锁.排他锁只可以加一个,他和其他的排他锁,共享锁都相斥。
锁的粒度取决于具体的存储引擎,InnoDB实现了行级锁,页级锁,表级锁。他们的加锁开销从大大小,并发能力也是从大到小。
- MyISAM和InnoDB存储引擎使用的锁：
- MyISAM采用表级锁(table-level locking)。
- InnoDB支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁。
表级锁和行级锁对比：
- 表级锁： Mysql中锁定 粒度最大 的一种锁，对当前操作的整张表加锁，实现简单，资源消耗也比较少，加锁快，不会出现死锁。其锁定粒度最大，触发锁冲突的概率最高，并发度最低，MyISAM和 InnoDB引擎都支持表级锁。
- 行级锁： Mysql中锁定 粒度最小 的一种锁，只针对当前操作的行进行加锁。 行级锁能大大减少数据库操作的冲突。其加锁粒度最小，并发度高，但加锁的开销也最大，加锁慢，会出现死锁。
InnoDB存储引擎的锁的算法有三种：
- Record lock：单个行记录上的锁。
- Gap lock：间隙锁，锁定一个范围，不包括记录本身。
- Next-key lock：record+gap 锁定一个范围，包含记录本身。