数据库面试题以及优化整理

1:什么是事务?什么是锁?**

事务:就是被绑定在一起作为一个逻辑工作单元的SQL语句分组,
如果任何一个语句操作失败那么整个操作就被失败,
以后操作就会回滚到操作前状态,或者是上有个节点。
为了确保要么执行,要么不执行,就可以使用事务。
要将有组语句作为事务考虑,就需要通过ACID测试,即(事务四大特性)原子性,一致性,隔离性和持久性。

锁:在所以的DBMS中,锁是实现事务的关键,锁可以保证事务的完整性和并发性。与现实生活中锁一样,它可以使某些数据的拥有者,在某段时间内不能使用某些数据或数据结构。当然锁还分级别的。

⑴ 原子性(Atomicity)

原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚,这和前面两篇博客介绍事务的功能是一样的概念,因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库,如果操作失败则不能对数据库有任何影响。

⑵ 一致性(Consistency)

一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态,也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。

拿转账来说,假设用户A和用户B两者的钱加起来一共是5000,那么不管A和B之间如何转账,转几次账,事务结束后两个用户的钱相加起来应该还得是5000,这就是事务的一致性。

⑶ 隔离性(Isolation)

隔离性是当多个用户并发访问数据库时,比如操作同一张表时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。

即要达到这么一种效果:对于任意两个并发的事务T1和T2,在事务T1看来,T2要么在T1开始之前就已经结束,要么在T1结束之后才开始,这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。

关于事务的隔离性数据库提供了多种隔离级别,稍后会介绍到。

⑷ 持久性(Durability)

持久性是指一个事务一旦被提交了,那么对数据库中的数据的改变就是永久性的,即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

例如我们在使用JDBC操作数据库时,在提交事务方法后,提示用户事务操作完成,当我们程序执行完成直到看到提示后,就可以认定事务以及正确提交,即使这时候数据库出现了问题,也必须要将我们的事务完全执行完成,否则就会造成我们看到提示事务处理完毕,但是数据库因为故障而没有执行事务的重大错误。

以上介绍完事务的四大特性(简称ACID),现在重点来说明下事务的隔离性,当多个线程都开启事务操作数据库中的数据时,数据库系统要能进行隔离操作,以保证各个线程获取数据的准确性,在介绍数据库提供的各种隔离级别之前,我们先看看如果不考虑事务的隔离性,会发生的几种问题:
1,脏读

脏读是指在一个事务处理过程里读取了另一个未提交的事务中的数据。

当一个事务正在多次修改某个数据,而在这个事务中这多次的修改都还未提交,这时一个并发的事务来访问该数据,就会造成两个事务得到的数据不一致。例如:用户A向用户B转账100元,对应SQL命令如下

update account set money=money+100 where name=’B’;  (此时A通知B)

update account set money=money - 100 where name=’A’;

当只执行第一条SQL时,A通知B查看账户,B发现确实钱已到账(此时即发生了脏读),而之后无论第二条SQL是否执行,只要该事务不提交,则所有操作都将回滚,那么当B以后再次查看账户时就会发现钱其实并没有转。
2,不可重复读

不可重复读是指在对于数据库中的某个数据,一个事务范围内多次查询却返回了不同的数据值,这是由于在查询间隔,被另一个事务修改并提交了。

例如事务T1在读取某一数据,而事务T2立马修改了这个数据并且提交事务给数据库,事务T1再次读取该数据就得到了不同的结果,发送了不可重复读。

不可重复读和脏读的区别是,脏读是某一事务读取了另一个事务未提交的脏数据,而不可重复读则是读取了前一事务提交的数据。

在某些情况下,不可重复读并不是问题,比如我们多次查询某个数据当然以最后查询得到的结果为主。但在另一些情况下就有可能发生问题,例如对于同一个数据A和B依次查询就可能不同,A和B就可能打起来了……
3,虚读(幻读)

幻读是事务非独立执行时发生的一种现象。例如事务T1对一个表中所有的行的某个数据项做了从“1”修改为“2”的操作,这时事务T2又对这个表中插入了一行数据项,而这个数据项的数值还是为“1”并且提交给数据库。而操作事务T1的用户如果再查看刚刚修改的数据,会发现还有一行没有修改,其实这行是从事务T2中添加的,就好像产生幻觉一样,这就是发生了幻读。

幻读和不可重复读都是读取了另一条已经提交的事务(这点就脏读不同),所不同的是不可重复读查询的都是同一个数据项,而幻读针对的是一批数据整体(比如数据的个数)。

现在来看看MySQL数据库为我们提供的四种隔离级别:

① Serializable (串行化):可避免脏读、不可重复读、幻读的发生。

② Repeatable read (可重复读):可避免脏读、不可重复读的发生。

③ Read committed (读已提交):可避免脏读的发生。

④ Read uncommitted (读未提交):最低级别,任何情况都无法保证。

以上四种隔离级别最高的是Serializable级别,最低的是Read uncommitted级别,当然级别越高,执行效率就越低。像Serializable这样的级别,就是以锁表的方式(类似于Java多线程中的锁)使得其他的线程只能在锁外等待,所以平时选用何种隔离级别应该根据实际情况。在MySQL数据库中默认的隔离级别为Repeatable read (可重复读)。

在MySQL数据库中,支持上面四种隔离级别,默认的为Repeatable read (可重复读);而在Oracle数据库中,只支持Serializable (串行化)级别和Read committed (读已提交)这两种级别,其中默认的为Read committed级别。

在MySQL数据库中查看当前事务的隔离级别:

select @@tx_isolation;

在MySQL数据库中设置事务的隔离 级别:

set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔离级别名称;

set tx_isolation=’隔离级别名称;’

事务的作用和使用
事务(Transaction)是并发控制的单位,是用户定义的一个操作序列。这些操作要么都做,要么都不做,是一个不可分割的工作单位。通过事务,SQL Server能将逻辑相关的一组操作绑定在一起,以便服务器保持数据的完整性。主要用于一些对操作过程的完整性比较高的程序。比如银行系统,用户在转账的过程中程序出现错误,但是这个转账操作没有完成。那么这个操作就被退回。

并发和并行

你吃饭吃到一半,电话来了,你一直到吃完了以后才去接,这就说明你不支持并发也不支持并行。
你吃饭吃到一半,电话来了,你停了下来接了电话,接完后继续吃饭,这说明你支持并发。
你吃饭吃到一半,电话来了,你一边打电话一边吃饭,这说明你支持并行。

并发的关键是你有处理多个任务的能力,不一定要同时。
并行的关键是你有同时处理多个任务的能力。

2:什么叫视图?游标是什么?

视图:是一种虚拟的表,具有和物理表相同的功能。可以对视图进行增,改,查,操作,
视图通常是有一个表或者多个表的行或列的子集。
对视图的修改会影响基本表。
它使得我们获取数据更容易,相比多表查询。

游标:是对查询出来的结果集作为一个单元来有效的处理。游标可以定在该单元中的特定行,从结果集的当前行检索一行或多行。可以对结果集当前行做修改。一般不使用游标,但是需要逐条处理数据的时候,游标显得十分重要。

3、视图的优缺点

优点:
1)对数据库的访问,因为视图可以有选择性的选取数据库里的一部分。
2 )用户通过简单的查询可以从复杂查询中得到结果。
3 )维护数据的独立性,试图可从多个表检索数据。
4 )对于相同的数据可产生不同的视图。
缺点:
性能:查询视图时,必须把视图的查询转化成对基本表的查询,如果这个视图是由一个复杂的多表查询所定义,那么,那么就无法更改数据

4、列举几种表连接方式,有什么区别?

内连接、自连接、外连接(左、右、全)、交叉连接
内连接:只有两个元素表相匹配的才能在结果集中显示。
外连接: 左外连接:左边为驱动表,驱动表的数据全部显示,匹配表的不匹配的不会显示。 右外连接:右边为驱动表,驱动表的数据全部显示,匹配表的不匹配的不会显示。 全外连接:连接的表中不匹配的数据全部会显示出来。
交叉连接: 笛卡尔效应,显示的结果是链接表数的乘积。

5、在数据库中查询语句速度很慢,如何优化?

1.建索引
2.减少表之间的关联
3.优化sql,尽量让sql很快定位数据,不要让sql做全表查询,应该走索引,把数据 量大的表排在前面
4.简化查询字段,没用的字段不要,尽量返回少量数据
5.尽量用PreparedStatement来查询,不要用Statement

6、数据库三范式是什么?

◆ 第一范式(1NF):强调的是列的原子性,即列不能够再分成其他几列。
考虑这样一个表:【联系人】(姓名,性别,电话)
如果在实际场景中,一个联系人有家庭电话和公司电话,那么这种表结构设计就没有达到 1NF。要符合 1NF 我们只需把列(电话)拆分,即:【联系人】(姓名,性别,家庭电话,公司电话)。1NF 很好辨别,但是 2NF 和 3NF 就容易搞混淆。

◆ 第二范式(2NF):首先是 1NF,另外包含两部分内容,一是表必须有一个主键;二是没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键,而不能只依赖于主键的一部分。
考虑一个订单明细表:【OrderDetail】(OrderID,ProductID,UnitPrice,Discount,Quantity,ProductName)。
因为我们知道在一个订单中可以订购多种产品,所以单单一个 OrderID 是不足以成为主键的,主键应该是(OrderID,ProductID)。显而易见 Discount(折扣),Quantity(数量)完全依赖(取决)于主键(OderID,ProductID),而 UnitPrice,ProductName 只依赖于 ProductID。所以 OrderDetail 表不符合 2NF。不符合 2NF 的设计容易产生冗余数据。
可以把【OrderDetail】表拆分为【OrderDetail】(OrderID,ProductID,Discount,Quantity)和【Product】(ProductID,UnitPrice,ProductName)来消除原订单表中UnitPrice,ProductName多次重复的情况。

◆ 第三范式(3NF):首先是 2NF,另外非主键列必须直接依赖于主键,不能存在传递依赖。即不能存在:非主键列 A 依赖于非主键列 B,非主键列 B 依赖于主键的情况。
考虑一个订单表【Order】(OrderID,OrderDate,CustomerID,CustomerName,CustomerAddr,CustomerCity)主键是(OrderID)。

第二范式(2NF)和第三范式(3NF)的概念很容易混淆,区分它们的关键点在于,2NF:非主键列是否完全依赖于主键,还是依赖于主键的一部分;3NF:非主键列是直接依赖于主键,还是直接依赖于非主键列。

7、表和视图的关系

视图其实就是一条查询sql语句,用于显示一个或多个表或其他视图中的相关数据。 表就是关系数据库中实际存储数据用的。

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