爱分享的板栗老哥

不是吧阿sir，你这Mysql也太熟了吧，震惊面试官第五年！

大家好啊，这是一期究极全的Java全套复习流程，这是第五期MySql篇，祖贤女神镇楼嘿嘿嘿。。。

吊打面试官系列第五期——mysql篇

1、事务4大特性？这4个特性mysql如何保证实现的？

事务4大特性： 原子性、一致性、隔离性、持久性

原⼦性：事务是最⼩的执⾏单位，不允许分割。事务的原⼦性确保动作要么全部完成，要么全不执行

一致性：执⾏事务前后，数据保持⼀致，多个事务对同⼀个数据读取的结果是相同的；

 隔离性：并发访问数据库时，⼀个⽤户的事务不被其他事务所⼲扰，各并发事务之间数据库是独⽴的；

持久性：⼀个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的，即使数据库发⽣故障也不应该对其有任何影响。

实现保证：
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MySQL的存储引擎InnoDB使用重做日志保证一致性与持久性，回滚日志保证原子性，使用各种锁来保证隔离性。

2、事务隔离级别，4个隔离级别分别有什么并发问题？

读未提交： 最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读。

读已提交： 允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻⽌脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发⽣。

可重复读： 同⼀字段的多次读取结果都是⼀致的，除⾮数据是被本身事务⾃⼰所修改，可以阻⽌脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发⽣。

可串行化： 最⾼的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执⾏，这样事务之间就完全不可能产⽣⼲扰，也就是说，该级别可以防⽌脏读、不可重复读以及幻读。

隔离级别	并发问题
读未提交	可能会导致脏读、幻读或不可重复读
读已提交	可能会导致幻读或不可重复读
可重复度	可能会导致幻读
可串行化	不会产⽣⼲扰

3、Mysql默认隔离级别？如何保证并发安全？

默认隔离级别： 可重复读；

同⼀字段的多次读取结果都是⼀致的，除⾮数据是被本身事务⾃⼰所修改；

可重复读是有可能出现幻读的，如果要保证绝对的安全只能把隔离级别设置成SERIALIZABLE；这样所有事务都只能顺序执行，自然不会因为并发有什么影响了，但是性能会下降许多。

第二种方式，使用更新的版本控制。维护一个字段作为updateversion，修改时updateversion也作为一个参数传入，在条件语句中添加例如where id=? and update_version = ? 当然set里面要update_version+1。这样可以控制到每次只能有一个人更新一个版本。

4、RR和RC如何实现的？RR使用场景？

事务隔离级别RC(read commit)和RR（repeatable read）两种事务隔离级别基于多版本并发控制MVCC(multi-version concurrency control）来实现。

由于RC隔离级别需要保持语句级别的一致性，事务中每一次读取都是访问当前时间点的已提交数据，因此事务中多条查询语句会创建多个不同的ReadView，开销较大，复杂度更高；而对于RR隔离级别，仅需要一个版本的ReadView，消耗更少，因此Mysql默认使用RR隔离级别。

RC隔离级别获得的是语句级读一致性；RR隔离级别获得的是事务级读一致性

对于RC隔离级别，访问的数据是每次语句执行时间点的数据，而对于RR隔离级别，访问的数据是事务中第一条语句执行时间点的数据。
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5、隔离级别的单位是数据表还是数据行？如串行化级别，两个事务访问不同的数据行，能并发？

读未提交：不加锁

读已提交：加行锁，只锁要修改的行

可重复读：加行锁，锁定的是查询的行

可串行化：加表锁，在读取的每张表上加锁

串行化级别：读不同的行，可以并发

6、存储引擎Innodb和Myisam的区别以及使用场景

Myisam： 支持表锁，适合读密集的场景，不支持外键，不支持事务，索引与数据在不同的文件

Innodb： 支持行、表锁，默认为行锁，适合并发场景，支持外键，支持事务，索引与数据同一文件

7、介绍Inodb锁机制，行锁，表锁，意向锁

InnoDB⽀持⾏级锁(row-level locking)和表级锁,默认为⾏级锁

InnoDB按照不同的分类的锁：

共享/排它锁(Shared and Exclusive Locks)：行级别锁，

意向锁(Intention Locks)，表级别锁

间隙锁(Gap Locks)，锁定一个区间

记录锁(Record Locks)，锁定一个行记录

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支持的行级锁，包括如下几种：

 记录锁（Record Lock）: 对索引项加锁，锁定符合条件的行。其他事务不能修改和删除加锁项；

 间隙锁（Gap Lock）: 对索引项之间的“间隙”加锁，锁定记录的范围（对第一条记录前的间隙或最后一条将记录后的间隙加锁），不包含索引项本身。其他事务不能在锁范围内插入数据，这样就防止了别的事务新增幻影行。

Next-key Lock：锁定索引项本身和索引范围。即Record Lock和Gap Lock的结合。可解决幻读问题。

意向锁：

当一个事务在需要获取资源的锁定时，如果该资源已经被排他锁占用，则数据库会自动给该事务申请一个该表的意向锁。如果自己需要一个共享锁定，就申请一个意向共享锁。如果需要的是某行（或者某些行）的排他锁定，则申请一个意向排他锁。

8、介绍MVCC.

MVCC是一种多版本并发控制机制，在大多数情况下代替行级锁,使用MVCC,能降低其系统开销.

MVCC是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的. 不同存储引擎的MVCC实现是不同的,典型的有乐观并发控制和悲观并发控制.

InnoDB的MVCC,是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的,这两个列，分别保存了这个行的创建时间，一个保存的是行的删除时间。这里存储的并不是实际的时间值,而是系统版本号(可以理解为事务的ID)，每开始一个新的事务，系统版本号就会自动递增，事务开始时刻的系统版本号会作为事务的ID.

InnoDB只会查找版本早于当前事务版本的数据行(也就是,行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号)，这样可以确保事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的.

1.MVCC手段只适用于Msyql隔离级别中的读已提交（Read committed）和可重复读（Repeatable Read）.

2.Read uncimmitted由于存在脏读，即能读到未提交事务的数据行，所以不适用MVCC.

原因是MVCC的创建版本和删除版本只要在事务提交后才会产生。客观上，我们认为他就是乐观锁的一整实现方式，就是每行都有版本号，保存时根据版本号决定是否成功。

9、哈希索引是如何实现的？

哈希索引用索引列的值计算该值的hashCode，然后在hashCode相应的位置存执该值所在行数据的物理位置，因为使用散列算法，因此访问速度非常快，但是一个值只能对应一个hashCode，而且是散列的分布方式，因此哈希索引不支持范围查找和排序的功能

10、数据库索引为什么使用B+树，相对于B树有什么优点？为什么不能红黑树？

因为：

B+树的磁盘读写代价低，更少的查询次数，查询效率更加稳定，有利于对数据库的扫描

相对B树，B+树是B树的升级版，只是把非叶子节点冗余一下，这么做的好处是为了提高范围查找的效率，解决数据库遍历效率低下问题；B+树只有叶节点存放数据，其余节点用来索引，而B树是每个索引节点都会有Data域。

在大规模数据存储的时候，红黑树往往出现由于树的深度过大而造成磁盘IO读写过于频繁，进而导致效率低下的情况。所以，只要我们通过某种较好的树结构减少树的结构尽量减少树的高度，B树与B+树可以有多个子女，从几十到上千，可以降低树的高度。

磁盘预读原理：将一个节点的大小设为等于一个页，这样每个节点只需要一次I/O就可以完全载入。为了达到这个目的，在实际实现B-Tree还需要使用如下技巧：每次新建节点时，直接申请一个页的空间，这样就保证一个节点物理上也存储在一个页里，加之计算机存储分配都是按页对齐的，就实现了一个node只需一次I/O。

11、聚簇索引和非聚簇索引区别

聚簇索引： 将数据存储与索引放到了一块，索引结构的叶子节点保存了行数据

非聚簇索引： 将数据与索引分开存储，索引结构的叶子节点指向了数据对应的位置

聚簇索引的叶子节点就是数据节点，而非聚簇索引的叶子节点仍然是索引节点，只不过有指向对应数据块的指针。

12、回表查询和覆盖索引

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普通索引需要扫描两遍索引树

（1）先通过普通索引定位到主键值id=5；

（2）在通过聚集索引定位到行记录；

这就是所谓的回表查询，先定位主键值，再定位行记录，它的性能较扫一遍索引树更低。

覆盖索引：如果where条件的列和返回的数据在一个索引中，那么不需要回查表，那么就叫覆盖索引。

实现覆盖索引：常见的方法是，将被查询的字段，建立到联合索引里去。

13、如何创建索引？

CREATE TABLE 表名( 字段名数据类型 [完整性约束条件],
……， [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX | KEY [索引名](字段名1 [(长度)] [ASC | DESC]) [USING 索引方法] );

说明： UNIQUE:可选。表示索引为唯一性索引。 FULLTEXT:可选。表示索引为全文索引。 SPATIAL:可选。表示索引为空间索引。
INDEX和KEY:用于指定字段为索引，两者选择其中之一就可以了，作用是一样的。索引名:可选。给创建的索引取一个新名称。
字段名1:指定索引对应的字段的名称，该字段必须是前面定义好的字段。长度:可选。指索引的长度，必须是字符串类型才可以使用。
ASC:可选。表示升序排列。 DESC:可选。表示降序排列。注：索引方法默认使用B+TREE。

ALTER TABLE 表名 ADD [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX | KEY [索引名]
(字段名1 [(长度)] [ASC | DESC]) [USING 索引方法]；

或

CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX 索引名 ON 表名(字段名) [USING
索引方法]；

14、如何避免全表扫描？

1.对查询进行优化，应考虑在 where 及 order by 涉及的列上建立索引。

2.应尽量避免在 where 子句中对字段进行 null 值判断

3.应尽量避免在 where 子句中使用!=或<>操作符

4.in 和 not in 要慎用

否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描

15、Explain语句各字段的意义

mysql> explain select * from staff;
±—±------------±------±-----±--------------±-----±--------±-----±-----±------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len |
ref | rows | Extra |
±—±------------±------±-----±--------------±-----±--------±-----±-----±------+ | 1 | SIMPLE | staff | ALL | NULL | NULL | NULL |
NULL | 2 | NULL |
±—±------------±------±-----±--------------±-----±--------±-----±-----±------+ 1 row in set

列	含义
id	查询序号，序号越大越先执行，一样则按顺序执行
select_type	查询类型，SIMPLE、PRIMARY、UNION、SUBQUERY等
table	表名
type	join类型，const，eq_ref，ref等
possible_keys	join类型
key	实际选择的索引
ken_len	索引的长度
ref	与索引作比较的列
rows	要检索的行数
Extra	额外信息

16、最左前缀！！联合索引B+树是如何建立的？是如何查询的？当where子句中出现>时，联合索引命中是如何的?

最左前缀原则主要使用在联合索引中，联合索引的B+Tree是按照第一个关键字进行索引排列的。

联合索引的底层是一颗B+树，那么联合索引的底层也就是一颗B+树，只不过联合索引的B+树节点中存储的是键值。由于构建一棵B+树只能根据一个值来确定索引关系，所以数据库依赖联合索引最左的字段来构建。

采用>、<等进行匹配都会导致后面的列无法走索引，因为通过以上方式匹配到的数据是不可知的。

17、MySQL中一条SQL语句的执行过程

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查询语句：

select * from student  A where A.age='18' and A.name='张三';

结合上面的说明，我们分析下这个语句的执行流程：

先检查该语句是否有权限，如果没有权限，直接返回错误信息，如果有权限，在mysql8.0版本以前，会先查询缓存，以这条sql语句为key在内存中查询是否有结果，如果有直接缓存，如果没有，执行下一步。
通过分析器进行词法分析，提取sql语句的关键元素，比如提取上面这个语句是查询select，提取需要查询的表名为tb_student,需要查询所有的列，查询条件是这个表的id=‘1’。然后判断这个sql语句是否有语法错误，比如关键词是否正确等等，如果检查没问题就执行下一步。
接下来就是优化器进行确定执行方案，上面的sql语句，可以有两种执行方案： a.先查询学生表中姓名为“张三”的学生，然后判断是否年龄是18。 b.先找出学生中年龄18岁的学生，然后再查询姓名为“张三”的学生。那么优化器根据自己的优化算法进行选择执行效率最好的一个方案（优化器认为，有时候不一定最好）。那么确认了执行计划后就准备开始执行了。
进行权限校验，如果没有权限就会返回错误信息，如果有权限就会调用数据库引擎接口，返回引擎的执行结果。

更新语句：

update student A set A.age='19' where A.name='张三';

我们来给张三修改下年龄，在实际数据库肯定不会设置年龄这个字段的，不然要被技术负责人打的。其实这条语句也基本上会沿着上一个查询的流程走，只不过执行更新的时候肯定要记录日志啦，这就会引入日志模块了，mysql 自带的日志模块式binlog（归档日志），所有的存储引擎都可以使用，我们常用的InnoDB引擎还自带了一个日志模块redo log，我们就以InnoDB模式下来探讨这个语句的执行流程。流程如下：

先查询到张三这一条数据，如果有缓存，也是会用到缓存。
然后拿到查询的语句，把 age 改为19，然后调用引擎API接口，写入这一行数据，InnoDB引擎把数据保存在内存中，同时记录redo log，此时redo log进入prepare状态，然后告诉执行器，执行完成了，随时可以提交。
执行器收到通知后记录binlog，然后调用引擎接口，提交redo log 为提交状态。
更新完成。

18、数据库几大范式

第一范式（1NF）列不可分割

第二范式（2NF）属性完全依赖于主键 [ 消除部分子函数依赖 ]

第三范式（3NF）属性不依赖于其它非主属性 [ 消除传递依赖 ]

19、left join,right join,inner join,outer join的含义及区别

left join(左联接) 返回包括左表中的所有记录和右表中关联字段相等的记录

right join(右联接) 返回包括右表中的所有记录和左表中关联字段相等的记录

inner join(等值连接) 只返回两个表中关联字段相等的行
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20、mysql主从复制过程，binlog记录格式，异步复制、同步复制、半同步复制模式区别

MySQl主从复制：

原理：将主服务器的binlog日志复制到从服务器上执行一遍，达到主从数据的一致状态。
过程：从库开启一个I/O线程，向主库请求Binlog日志。主节点开启一个binlog dump线程，检查自己的二进制日志，并发送给从节点；从库将接收到的数据保存到中继日志（Relay log）中，另外开启一个SQL线程，把Relay中的操作在自身机器上执行一遍
优点：
作为备用数据库，并且不影响业务
可做读写分离，一般是一个写库，一个或多个读库，分布在不同的服务器上，充分发挥服务器和数据库的性能，但要保证数据的一致性
**binlog记录格式：**statement、row、mixed

基于语句statement的复制、基于行row的复制、基于语句和行（mix）的复制。其中基于row的复制方式更能保证主从库数据的一致性，但日志量较大，在设置时考虑磁盘的空间问题

异步复制：

在异步复制中，主库执行完操作后，写入binlog日志后，就返回客户端，这一动作就结束了，并不会验证从库有没有收到，完不完整，所以这样可能会造成数据的不一致。

半同步复制：

当主库每提交一个事务后，不会立即返回，而是等待其中一个从库接收到Binlog并成功写入Relay-log中才返回客户端，所以这样就保证了一个事务至少有两份日志，一份保存在主库的Binlog，另一份保存在其中一个从库的Relay-log中，从而保证了数据的安全性和一致性。

全同步复制：
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指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。

21、主从复制或读写分离等数据不一致性问题以及如何解决

“主从复制有延时”，这个延时期间读取从库，可能读到不一致的数据。

半同步复制法：

全同步复制法：

指当主库执行完一个事务，所有的从库都执行了该事务才返回给客户端。因为需要等待所有从库执行完该事务才能返回，所以全同步复制的性能必然会收到严重的影响。

缓存记录写key法：

在cache里记录哪些记录发生过的写请求，来路由读主库还是读从库

22、银行的话，可能会考mysql数据类型，如余额要用decimal

最后，祝大家早日学有所成，拿到满意offer，快速升职加薪，走上人生巅峰。可以的话请给我一个三连支持一下我哟，我们下期再见