Mysql

索引底层

索引是帮助Mysql高效获取数据的数据结构，MySQL的默认存储引擎InnoDB采用B+树来存储索引。

• B+树阶数更多，路径更短

• 磁盘读写代价地：非叶子节点存储指针，只有叶子结点才存储数据。

• B+树方便扫库和区间查询

聚簇索引和非聚簇索引（二级索引）

• 根据该索引可以查出一行数据（所有列）
• 非聚簇索引只能查出主键，然后再根据主键查出一行数据（回表查询）

回表查询

通过二级索引找出对应的主键，再通过主键找到聚集索引中对应的整行数据，这个过程就是回表。

覆盖索引

覆盖索引：指列所有返回值都可以通过该索引查到

索引失效的几种情况

• 违反联合索引的最左前缀原则：
• 模糊查询时%出现在左侧：like %
• or连接的条件两侧中有一侧没有建立索引
• 对添加了索引的字段进行运算或者类型转换

最左前缀法则：查询从索引的最左列开始，并且不跳过索引中的列。若跳跃了某一列，后面的字段索引失效

事务的特性

• A 原子性
• C 一致性
• I 隔离性
• D 持久性

并发事务带来的问题

• 读脏数据 ：一个事务对数据进行了修改，修改的数据还没写入到数据库中，这时另一个事务也访问了这条数据，这条数据为脏数据，读脏数据
• 不可重复读 ：一个事务A多次读取同一数据，另一事务B也访问该数据，在A读数据的间隙中，B的修改导致A两次读到的数据可能不太一样。
• 幻读 ：事务A读取了几行数据，事务B插入了一些数据。在随后的查询中，事务A发现了一些原本不存在的数据，就像发生了幻觉。

如何解决并发事务带来的问题（事务隔离级别）

• 未提交读（read uncommitted），什么都解决不了
• 提交读（read committed），解决脏读
• 重复读（repeatable read）默认隔离级别，解决脏读、不可重复读
• 串行化（serializable）：解决脏读、不可重复读、幻读，但性能比较低

redo log 和 undo log

• redo log日志记录的是数据页的物理变化，服务宕机可用来同步数据
• undo log 主要记录的是逻辑日志，当事务回滚时，通过逆操作恢复原来的数据，比如我们删除一条数据的时候，就会在undo log日志文件中新增一条delete语句，如果发生回滚就执行逆操作；

redo log保证了事务的持久性，undo log保证了事务的原子性和一致性

MVCC

事务隔离通过加锁和MVCC实现的

• mvcc的意思是多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，它的底层实现主要是分为了三个部分，隐藏字段，undo log日志，readView读视图.

• 隐藏字段是指：在mysql中给每个表都设置了隐藏字段，有一个是trx_id(事务id)，记录每一次操作的事务id，是自增的；另一个字段是roll_pointer(回滚指针)，指向上一个版本的事务版本记录地址

• undo log主要的作用是记录回滚日志，存储老版本数据，在内部会形成一个版本链，在多个事务并行操作某一行记录，记录不同事务修改数据的版本，通过roll_pointer指针形成一个链表

• readView解决的是一个事务查询选择版本的问题，在内部定义了一些匹配规则和当前的一些事务id判断该访问那个版本的数据，不同的隔离级别快照读是不一样的，最终的访问的结果不一样。如果是rc(read commited)隔离级别，每一次执行快照读时生成ReadView，如果是rr(repead read)隔离级别仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用

主从同步原理

MySQL主从复制的核心就是二进制日志（BINLOG），它记录了所有的DDL(数据定义语言)和DML（数据操纵语言），不包括SELECT,SHOW.

• 主库在提交事务，会把数据变更记录到binlog中
• 从库读取主库的binlog文件，写入到从库的中继日志relaylog中
• 从库重做relaylog中的事件，将改变自己的数据

分库分表

作用：分担访问压力，解决存储压力

• 垂直分库：以表为依据，根据业务将不同表分到不同库中

  • 提高IO

• 垂直分表：以字段为依据，根据字段属性将不同字段分到不同表中

  • 冷热数据分离

• 水平分库：将一个库的数据分到不同库中 abc=a+b+c

  • 提高系统的稳定性和可用性

• 水平分表：将一个表的数据拆分到多个表中（可以在同一个库中）

  • 优化单一表数据量过大产生的性能问题