数据库相关的知识点

数据库：
关系型数据库：
    1.架构
    2.索引 *
    3.锁   *
    4.语法 *
    5.理论范式
    
    
 1.如何设计一个关系型数据库
   程序实例：存储管理，缓存机制，sql解析，日志管理
               权限划分，异常机制，索引管理，锁模块
   存储：文件系统
   
  索引模块：
  1.为什么要使用索引
   避免全表扫描，快速扫描，提升速率
   
  2.什么样的信息能成为索引 （mysql 主键默认为索引）
    主键，唯一键以及普通键
    
  3.索引的数据结构
    A.建立二叉查找树进行二分查找
    B.建立B-Tree结构进行查找
    C.建立B+-Tree结构进行查找 （mysql 主要采用这个）
      非叶子节点存储的是 数据的索引，数据存储在叶子节点
      这样可以存储更多的关键字
      B+树的磁盘读写代价更低，因为非叶子节点只存数据索引
      B+树的查询效率更加稳定 所有关键字查询都是从根节点到叶子
      B+树更有利于对于数据库的扫描，只要遍历叶子节点就行了
    D.建立Hash结构进行查找
      比B+-Tree速度快，但缺点是 只能 “=”，“IN”，
      不能使用范围查询
    
  4.密集索引与稀疏索引的区别
    密集索引文件中的每个搜索码值都对应一个索引值
    稀疏索引文件中只为索引码的某些值建立索引项
    
    InnoDB 有且仅有一个密集索引
    若一个主键被定义，该主键则作为密集索引
    若没有主键被定义，该表的第一个唯一非空索引则作为密集索引
    若不满足以上条件，Innodb内部会生成一个隐藏主键（密集索引）
    非主键索引存储相关键位和其对应的主键值，需要两次查找 （稀疏索引）
     innodb 索引与数据存在一个文件中
     
  5.如何定位并优化慢查询Sql
    A.根据慢日志定位慢查询SQL
      show variable lilke '%quer%' 查看一些mysql系统遍历
      show status like '%slow_queries%' 慢查询sql的条数
      
      set global slow_query_log = on; 打开慢查询
      set global long_query_time = 1; 设置慢查询超过1s,则为慢查询；该变量设置完后，需要重新连接数据库
      （重启数据库客户端会还原，永久的话需要改配置文件）
      
      slow_query_log_file 是存放慢sql日志的地址
      
 
    B.使用explain 等工具分析 SQL
    
    explain sql语句 
    
    字段属性： ID : 越大越先执行
               type : 找到需要数据行的方式  
                         ....>index > all  出现这两个，就有可能需要优化了
               extra :   
                       using filesort 表示MySql 会对结果使用一个外部索引排序，
                                      而不是从表里按索引次序读到相关内容。可能在
                                      内存或者磁盘上进行排序。MySql中无法利用索引
                                      完成的排序操作成为：“文件排序”
                       
                       using temporary 表示MySql在对查询结果排序时使用临时表。常见于
                                       排序order by 和 分组查询 group by
                      显示成这个两个字段，则需要进行sql 优化了                                       
              key： 表示用了哪个键的索引    
    
    C.修改sql 或者 尽量让 sql 走索引
     加索引：
     alter table 表名 add index 索引名称（字段名）
    
    select xx from xx force index(xxx)强制走哪个索引
  
  6.联合索引的最左匹配原则的成因
    最左前缀匹配原则： mysql会一直向右匹配直到遇到
    范围查询（>,<,bwtween,like）就停止匹配，比如
    a=3 and b=4 and c>5 and d=6;如果建立(a,b,c,d)
    顺序的索引，d是用不到索引的。如果建立的(a,b,d,c)
    的索引则都可以用到。
    = 和 in 可以乱序，比如 a=1 and b=2 and c=3建立
    （a,b,c）索引可以任意顺序,mysql的查询优化器会帮你
    优化成索引可以识别的形式。
  
  
  7.索引是建立得越多越好吗
   不，
   数据量小的表不需要建立索引，建立会增加额外的索引开销
   数据变更需要维护索引，因此更多的索引意味着更多的
   维护成本，
   更多的索引意味着也需要更多的空间
 

锁：
  1.MyISAM与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
     在 select 的时候会被加上读锁，这时再执行
     insert,update,delete等写的操作会被阻塞，等
     读的查询完成后，读锁释放。才能加写锁，再进行
     写的操作。
     
     lock tables 表名 read; // 加读锁 读锁是共享的
     lock tables 表名 write; //写锁
     unlock tables； //释放锁
     
     selet 语句 for update //排他锁
     
     InnoDB默认用的是行级锁，也支持表级锁
     
     采用二段锁，mysql默认是自动提交的
     show variables like '%autocommit%';
     
     sql语句 lock in share mode  //加共享锁，为行锁
     当不走所索引的时候，用的是表级锁
     当走索引的时候，用的是行级锁
  
     MyISAM 适合的场景
     频繁执行全表count语句
     对数据进行增删改的频率不高，查询频繁的
     没有事务
     
     InnoDB适合的场景
     数据增删改查都相当频繁
     可靠性要求比较，要求事务
     
  
  2.数据库事务的四大特性
    原子性（Atomic）
    一致性（Consistency）--- a 与 b 互相转账，无论次数，两人总金额不变
    隔离性（isolation）
    持久性（Durability）
    

  
  3.事务隔离级别以及各级别下的并发访问问题
    select @@tx_isolation 查看事务隔离级别
    set session transaction ioslation level ___设置隔离级别
   事务并发引起的问题：
    更新丢失--Mysql所有事务隔离级别在数据库层面上均可避免
    脏读 -- READ-COMMITTED事务隔壁级别以上可以避免
    不可重复读 -- REPEATABLE-READ（InnoDB默认的事务隔离级别） 事务隔离级别以上可避免
    幻读 -- SERIALIZABLE事务隔离级别可避免
    
    隔离性越高 性能越低
  
  4.InnoDB可重复读隔离级别下如何避免幻读
     表象：快照读（非阻塞读）--伪MVCC
     内在：next-key锁（行锁+gap锁）
    
    当前读一般读到的是最新版本
    快照读有可能读到最新版本，也有可能读到久版本
  
  5.RC、RR级别下的InnoDB的非阻塞读如何实现
   数据行里的 DB_TRX_ID  事务ID
               DB_ROLL_PTR  回滚指针
               DB_ROW_ID   行号
   undo日志
   read view
   
  sql关键语法：
     group by ：（分组统计）
     1.满足“SELECT子句中的列名必须为分组列或列函数”
     2.列函数对于group by子句，定义的每个组返回一个结果
         
     having：
     通常与GROUP BY 子句一起使用 用来过滤的组的
     where > group by > having
     
    统计相关： count,sum,max,min,avg
 
 三大范式