MySQL查漏补缺

1. UNION和UNION ALL：联合查询 

UNION：联合的意思，将多个select查询的结果组合成一个结果集！是SQL中用于合并查询结果的操作符！

• 如果使用UNION，默认DISTINCT方式，会去除重复的行，即所有返回的行记录都是唯一的！
• 如果使用UNION  ALL，不会去除重复的记录行，UNION  ALL会保留所有行，它返回包含所有合并结果的结果集，包括重复行！
• 由于UNION需要去重操作，MySQL内部会使用自动生成的临时表以辅助SQL的执行，因此会稍微降性能，所以UNION ALL的效率要高于UNION！‘
• 补充：临时表的存在是为了辅助计算，比如group by语句、distinct查询去重也会产生一个临时表！

2. MySQL加密函数

• 在MySQL中，使用MD5()函数可以对字符串进行加密。
• MD5是一种哈希算法，通过降输入字符串转换为固定长度的哈希值表示，并且MD5()是一种单向加密算法，无法逆推还原原始字符串。

-- 对字符串进行加密，返回使用MD5算法加密后的字符串的哈希值！	
select MD5('your_string');

3.  数据库设计 - 三范式

越高的范式表示数据的冗余度越低！

• 注：设计只是一种思想一种理念，我们按照规范的设计方式来设计数据库对我们来说有好处，但绝对不是说一定要严格遵守，三范式能极大的减少数据冗余，但是却增加了我们编写SQL语句的难度，所以所有好的设计都是要权衡利弊的。
• 我们在开发中经常反三范式！

设计数据库表的时候所依据的共有三个规范：

• 1NF：第一范式：要求有主键，并且要求数据库表中的每一个字段都是单一属性，都不可以再拆分！即数据库中的每一列属性都是不可再分的原子值！
• 2NF：第二范式：满足第一范式的前提下，要求所有的非主键字段必须完全依赖于主键，不能产生部分或局部依赖，也就是不能是依赖于主键的一部分！第二范式是在第一范式的基础上建立起来的，即满足第二范式(2NF)必须先满足第一范式(1NF)。
• 3NF：第三范式：满足第二范式的前提下，要求所有的非主键字段和主键字段之间不能产生传递依赖！即表中的非主键都直接依赖于主键，而不是通过其他列间接依赖于主键。也就是要消除依赖传递！传递依赖就是某个非主键字段依赖于主键，而有其他字段依赖于该非主键字段，这就是传递依赖！

越高的范式表示数据的冗余度越低！

实际开发中一定要遵循三范式吗？为什么会有反范式设计？

• 当然不是！我们在开发中经常反三范式！
• 在项目开发中，如果完全遵循到第三范式，那么数据的查询就一定需要大量的表关联，自然就会造成性能上的问题！降低查询效率！ 
• 不管是阿里巴巴开发规约还是京东金融研发规约，都禁止超过三表关联。
• 为了满足规范，最简单的解决办法就是往表里增加一些冗余字段，从而解决太多表之间的关联查询问题， 

4. 字符集和排序规则

• MySQL支持大量的字符集，但是我们通常使用的时UTF8，show collation 命令可以查看MySQL支持的所有的排序规则和字符集，如下所示：

-- 查看MySQL支持的所有的排序规则和字符集
show collation like '%utf8%'; -- collation:排序规则

• utf8mb3(UTF - 8)：UTF - 8默认就是utf8mb3。
• utf8mb4：它时UTF-8的超集，甚至可以存储更多的emoji表情，MySQL 8.0已经默认字符集设置为utf8mb4。
• 在操作系统中，定位一个位置通常都是通过offset偏移量来定位！ 
• 如果按照一页16K计算的话，MySQL一个表空间最大支持64TB的数据！

5. InnoDB行格式有哪些？Compact行记录格式长什么样？

• Compact：压缩；紧凑     Redundant：冗余    Dynamic：动态的  Compressed：压缩
• Row Format（row_format） - 行记录格式，就是一条行记录的存储结构~！ 
• 一个表的行记录格式决定了表中数据行的物理存储模式，同时也决定了DQL和DML的操作性能！
• 越多的行被匹配进独立的磁盘页，SQL的性能就会越高，需要的IO操作就越少！
• 我们可以通过 show table like 'table_name' 来查看当前表使用的行格式，其中row_format就代表了档期那使用的行记录结构类型！

-- 查看当前表使用的行格式
show table status like 'table_name';

-- 指定行格式的语法如下:
-- 1. 创建数据库表时，显示指定行格式
CREATE TABLE 表名 (列的信息) row_format = 行格式名称;

-- 2. 创建数据库表时，修改行格式
ALTER TABLE 表名 row_format = 行格式名称;

InnoDB行格式有哪些？

• InnoDB提供了4种行格式，分别是Redundant、Compact、Dynamic和Compressed行格式！ 
• Redundant是很古老的行格式了，MySQL 5.0版本之前用的行格式，现在已经基本没人用了。
• 由于Redundant不是一种紧凑的行格式，所以MySQL 5.0之后引入了Compact行记录存储格式！Compact是一种紧凑的行格式，设计的初衷就是为了让一个数据页可以存放更多的行记录，从MySQL 5.1版本之后，行记录格式默认为Compact。
• Dynamic和Compressed两个都是紧凑的行格式，它们的行格式和Compact差不多，因为它们都是基于Compact改进的，从MySQL 5.7版本之后，默认使用Dynamic行格式！
• 这里重点介绍Compact行格式，因为Dynamic和Compressed这两个行格式都跟Compact行格式非常像！

Compact行格式长什么样？

• 一条完整的信息记录分为：记录的额外信息和记录的真实数据两大部分，就如同一箱苹果分为包装箱和苹果一样！ 

记录的额外信息

• 记录的额外信息包含 3 个部分：变长字段长度列表、NULL 值列表、记录头信息。

1. 第一个部分是非NULL的变长字段长度列表：NULL 是不会存放在行格式中记录的真实数据部分里的，我们的数据类型除了定长的char、int，还有不定长的如varchar、text等，「变长字段长度列表」保存的就是「变长字段的真实数据占用的字节数」，「变长字段长度列表」只出现在数据表有变长字段的时候！并且 「变长字段长度列表」的信息要按照逆序存放，这样可以提高CPU Cache（CPU高速缓存）的命中率！
2. 第二个部分是NULL值列表或NULL标志位：它指示了当前行数据中哪些列为NULL值，NULL 值并不会存储在行格式中的真实数据部分，NULL值列表用一个BitMap表示，NULL值列表也不是必须的，当数据库表中的字段都定义成NOT  NULL的时候，这时候表里面的行格式就不会有NULL值列表了！
3. 记录头信息：记录头信息中包含的内容很多，我就不一一列举了，这里说几个比较重要的：

• delete_mask：标识这条数据是否被删除。从这里我们可以知道，我们在执行delete删除记录的时候，并不会真正的删除记录，只是将这个记录的delete_mask标记为1。
• next_record下一条记录的位置。
• redcord_type：标识当前记录的类型，0表示普通记录，1表示B+Tree非叶子节点记录，2表示最小记录，3表示最大记录。

问题抛出：MySQL怎么知道varchar(n)实际占用数据的大小？

• MySQL中的Compact行格式中会用 变长字段长度列表  存储变长字段实际占用的数据大小！ 

 记录的真实数据

• 记录的真实数据除了我们定义的字段，还有三个隐藏字段，分别是：DB_ROW_ID、DB_TRX_ID和DB_ROLL_PTR。

1. DB_ROW_ID：隐藏主键，占用6个字节大小。
2. DB_TRX_ID：事务ID，创建这条记录或最后一次修改该记录的事务ID的值，DB_TRX_ID是必须的，占用6个字节大小！
3. DB_ROLL_PTR：Roll-Pointer - 回滚指针，被改动前的 undo log 日志指针，指向上一个历史版本状态的数据，通过它可以找到修改前的记录！

6. 行溢出后，MySQL是怎么处理的？

• 行溢出：一个Page数据页的默认大小上限是16KB，大于这个值就是行溢出！ 
• 一些大对象比如TEXT、BLOB可能存储更多的数据，此时一个Page页可能就存放不了一条记录，这时候就会发生行溢出，多的数据就会被存到另外的溢出页当中。
• 如果一个数据页存不了一条记录，InnoDB存储引擎会自动的将溢出的数据存放到溢出页当中。我们知道在一般情况下，InnoDB的数据都是存放在数据页当中，但是当发生行溢出时，溢出的数据会被存放到溢出页当中！

7. 什么是外键？

• 外键是说某张表的主键，在另一张表中被使用！
• 外键约束主要用来维护两个表之间的数据一致性！

8. 知识补充 - Duplicate Exception

• 该字段添加了唯一约束，当然同时也会为该字段自动建立唯一索引，该字段添加唯一约束后所插入的值不能重复，如果重复则会报错：Duplicate Exception - 重复异常 - 重复数据的报错！