JAVA面试部分——后端-数据库后篇

5.16 多个人同时对数据进行操作，对事务的操作应该怎么解决

在多个人同时对数据进行操作的情况下，需要保证数据的一致性和完整性。以下是一些解决事务操作的方法：

1. 使用数据库事务：数据库事务是一组一起执行的语句，如果其中任何一个语句发生错误，整个事务将回滚并取消所有更改。通过使用事务，可以确保多个操作要么全部成功，要么全部失败，从而保持数据的一致性。

2. 分布式锁：在分布式环境下，使用分布式锁可以确保在同一时间只有一个进程或线程可以访问共享资源。这样可以避免多个操作同时对数据进行修改，从而保持数据的一致性。

3. 乐观锁：乐观锁在更新数据时采用了一种乐观的策略，它假设多个操作之间不会互相影响。在更新数据时，它会先检查数据在此期间是否被其他操作修改过。如果其他操作已经修改了数据，则该操作将被拒绝。通过这种方式，可以确保多个操作不会互相干扰，从而保持数据的一致性。

4. 使用版本控制：版本控制是一种管理数据变更的方法，它可以记录数据的每个变更历史。在多个人同时对数据进行操作时，可以使用版本控制来确保数据的一致性。当一个人对数据进行修改时，其他操作将被拒绝，直到该操作完成并提交。

综上所述，在多个人同时对数据进行操作时，需要采取措施来确保数据的一致性和完整性。使用数据库事务、分布式锁、乐观锁和版本控制等方法可以解决这个问题。

5.17 数据量多少适合分库分表？

对于Oracle数据库，当单表数据量大于2000万时，可以考虑进行水平分库分表。对于MySQL数据库，当单表数据量大于1000万时，建议进行水平分片。

分库分表可以提高数据库的并发性能和数据处理能力，但是也会增加系统的复杂性和维护成本。因此，建议在预计三年后的数据量根本达不到这个级别时，不需要在创建表时就考虑分库分表。此外，具体的分库分表策略还需要根据业务系统的具体情况来决定，比如机器的配置、读/写比例、表关联关系等都会影响到决策。

5.18 Mysql第四范式和第五范式是什么？

第四范式（4NF）和第五范式（5NF）是数据库规范化设计中的两种范式，它们是用来避免数据冗余和插入、删除及更新异常等问题。

第四范式（4NF）要求在表中非主属性之间的独立性，即如果一个表中的非主属性之间存在依赖关系，那么这个表就不符合第四范式。这意味着在一个表中，如果存在多个非主属性之间的依赖关系，就会违反第四范式。

例如，假设有一个用户表（user），其中包含用户ID（user_id）、用户名（username）、年龄（age）、性别（gender）等字段。如果存在多个用户拥有相同的用户名，但是年龄和性别不同，那么这个表就不符合第四范式。因为用户名不是主键，但是它与其他非主属性（年龄和性别）之间存在依赖关系，这种依赖关系会导致数据冗余和更新异常等问题。

第五范式（5NF）是最终范式，它消除了第四范式中存在的连接依赖，即在一个表中，如果存在与该表主键没有直接关系的非主属性，那么这个表就不符合第五范式。这意味着在一个符合第四范式的表中，如果存在与该表主键没有直接关系的非主属性，那么这个表仍然不符合第五范式。

例如，假设有一个用户表（user），其中包含用户ID（user_id）、用户名（username）、年龄（age）、性别（gender）和所在城市（city）等字段。如果存在多个用户拥有相同的用户名，但是年龄、性别和所在城市不同，那么这个表就符合第四范式。但是，如果存在一个用户只拥有用户名和所在城市，而没有年龄和性别等其他信息，那么这个表就不符合第五范式。因为该用户的用户名和所在城市与该表的主键没有直接关系，这种连接依赖会导致数据冗余和更新异常等问题。

总之，第四范式要求在表中非主属性之间的独立性，而第五范式要求消除了连接依赖。这些范式有助于避免数据冗余和插入、删除及更新异常等问题。

5.19 Mysql的存储过程

MySQL的存储过程是一组为了完成特定功能的SQL语句集，可以被调用执行。存储过程可以接受参数、返回值，并具有异常处理机制。使用存储过程可以减少网络流量、提高性能和增强数据一致性。

下面是一个简单的MySQL存储过程的示例：

DELIMITER //  
CREATE PROCEDURE GetEmployeeCount(OUT count INT)  
BEGIN  
    SELECT COUNT(*) INTO count FROM employees;  
END //  
DELIMITER ;

这个存储过程名为GetEmployeeCount，它接受一个输出参数count，该参数用于返回员工数量。存储过程内部执行一个SELECT语句，将员工数量存入count参数中。

要调用这个存储过程并获取返回值，可以使用以下语句：

CALL GetEmployeeCount(@count);  
SELECT @count;

这里使用CALL语句调用存储过程，并将返回值存储在变量@count中。然后使用SELECT语句输出返回值。

存储过程在MySQL中非常有用，可以用于实现复杂的业务逻辑、减少网络流量和提高性能。通过使用存储过程，可以将数据库的逻辑和应用程序的逻辑分离，使数据库更加独立和可维护。

5.20 写sql语句，查询班里170以上男生的人数大于5的班级及其人数

要查询班里170以上男生的人数大于5的班级及其人数，首先我们需要知道表的结构。假设我们有一个名为students的表，其中包含学生的信息，如class_id（班级ID）、student_name（学生姓名）和height（身高）。

基于上述假设，我们可以使用以下SQL语句来查询满足条件的班级及其人数：

SELECT class_id, COUNT(*) as num_students  
FROM students  
WHERE height > 170 AND gender = '男'  
GROUP BY class_id  
HAVING COUNT(*) > 5;

解释：

1. SELECT class_id, COUNT(*) as num_students: 选择班级ID和计算每个班级的学生数量。

2. FROM students: 从students表中选择数据。

3. WHERE height > 170 AND gender = '男': 筛选出身高超过170且性别为男的记录。

4. GROUP BY class_id: 按班级ID进行分组。

5. HAVING COUNT(*) > 5: 在分组后，筛选出学生数量大于5的班级。

注意：请根据实际的表结构和字段名称进行适当的调整。

5.21 like查询写法

在SQL中，LIKE 是一个用于模糊查询的运算符。它通常与 WHERE 子句一起使用，以搜索列中的指定模式。

以下是 LIKE 查询的一些基本写法：

1. 搜索特定字符：

sql复制代码
​
SELECT * FROM table_name WHERE column_name LIKE 'a';

这将返回 column_name 中所有以字母 "a" 开头的行。

1. 搜索任意字符：

使用 % 作为通配符，表示任意数量的字符。

sql复制代码
​
SELECT * FROM table_name WHERE column_name LIKE 'a%';

这将返回 column_name 中所有以字母 "a" 开头的行。

1. 搜索特定字符序列：

sql复制代码
​
SELECT * FROM table_name WHERE column_name LIKE 'abc%';

这将返回 column_name 中所有以 "abc" 开头的行。

1. 搜索多个模式：

使用 OR 连接多个 LIKE 条件。

sql复制代码
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SELECT * FROM table_name WHERE column_name LIKE 'a%' OR column_name LIKE '%b%';

这将返回 column_name 中以 "a" 开头或包含字母 "b" 的所有行。

1. 不匹配模式：

使用 NOT LIKE 来排除匹配特定模式的行。

sql复制代码
​
SELECT * FROM table_name WHERE column_name NOT LIKE 'a%';

这将返回 column_name 中不以字母 "a" 开头的所有行。

1. 使用转义字符：

如果需要搜索实际的 % 或 _ 字符，可以使用转义字符。例如，在MySQL中，可以使用 \ 作为转义字符。

1. 与通配符一起使用其他字符：

除了 % 和 _，还可以使用其他字符作为通配符，具体取决于数据库系统。例如，在SQL Server中，可以使用 [] 和 [^] 分别表示在指定范围内的任何字符和不在指定范围内的任何字符。

1. 使用LIKE进行排序：

还可以使用 ORDER BY 子句和 LIKE 运算符对结果进行排序。例如：

sql复制代码
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SELECT * FROM table_name ORDER BY column_name LIKE 'a%';

这将按照 column_name 中以 "a" 开头的行进行升序排序。

5.22 场景题：游戏背包的里面的物品，设计数据库表格

设计一个关于游戏背包物品的数据库表格，可以考虑以下几个字段：

1. 物品ID (ItemID): 用于唯一标识每个物品。通常使用整数类型，并设置为主键。

2. 物品名称 (ItemName): 用于描述物品的名称。使用字符串类型，长度根据实际需求而定。

3. 物品类型 (ItemType): 用于标识物品的类型，如武器、装备、消耗品等。可以使用字符串类型或枚举类型。

4. 描述 (Description): 用于提供关于物品的详细描述。使用字符串类型，长度根据实际需求而定。

5. 重量 (Weight): 用于表示物品的重量。使用浮点数或整数类型。

6. 数量 (Quantity): 用于表示物品在背包中的数量。使用整数类型。

7. 价值 (Value): 用于表示物品的价值或价格。使用浮点数或整数类型。

8. 图标路径 (IconPath): 用于存储物品图标的路径或URL。使用字符串类型，长度根据实际需求而定。

9. 获取方式 (ObtainMethod): 用于描述物品的获取方式，如任务奖励、商店购买、掉落等。使用字符串类型或枚举类型。

10. 稀有度 (Rarity): 用于表示物品的稀有程度，如普通、稀有、史诗、传说等。可以使用字符串类型或枚举类型。

根据实际需求，还可以添加其他字段，如等级限制、属性加成等。此外，可以考虑设置外键关联其他相关表，如玩家表、商店表、任务表等，以实现更复杂的功能和查询。

5.23 设计数据库：抽奖活动，每个用户单日只能抽奖一次，累计登录两天多送一次抽奖次数

为了设计一个满足您需求的数据库，我们可以创建一个名为Lottery的数据库，其中包含以下表：

Users表：存储用户信息。

列名	数据类型	描述
user_id	INT	用户的唯一标识符。
username	VARCHAR(50)	用户名。
password	VARCHAR(50)	用户密码。
email	VARCHAR(100)	用户电子邮件地址。
created_at	DATETIME	用户注册日期和时间。
updated_at	DATETIME	用户信息最后更新日期和时间。

LotteryEntries表：存储用户的抽奖记录。

列名	数据类型	描述
entry_id	INT	抽奖记录的唯一标识符。
user_id	INT	用户的唯一标识符。
lottery_date	DATE	抽奖日期。
created_at	DATETIME	抽奖记录创建日期和时间。
updated_at	DATETIME	抽奖记录最后更新日期和时间。

DayCount表：记录用户连续登录的天数。

列名	数据类型	描述
user_id	INT	用户的唯一标识符。
consecutive_days	INT	用户连续登录的天数。
created_at	DATETIME	记录创建日期和时间。
updated_at	DATETIME	记录最后更新日期和时间。

BonusEntries表：记录用户因为连续登录而获得的额外抽奖次数。

列名	数据类型	描述
entry_id	INT	额外抽奖次数的唯一标识符。
user_id	INT	用户的唯一标识符。
lottery_date	DATE	抽奖日期。
created_at	DATETIME	记录创建日期和时间。
updated_at	DATETIME	记录最后更新日期和时间。
这些表的结构能够满足您的需求，您可以根据实际需求进一步扩展和调整。请注意，这只是一个基本的数据库设计示例，您可以根据实际需求进行调整和优化。

5.24 sql慢，怎么查，怎么解决？

当SQL查询运行缓慢时，可以使用以下方法来查找问题并解决：

1. 执行计划分析：

   • 使用 EXPLAIN 关键字来查看查询的执行计划。这可以帮助你理解MySQL是如何执行你的查询的，并找出可能的瓶颈。

   • 注意：不是所有的数据库系统都支持 EXPLAIN。例如，PostgreSQL使用 EXPLAIN ANALYZE。

2. 检查慢查询日志：

   • 大多数数据库系统都有慢查询日志功能，可以记录执行时间超过指定阈值的查询。检查这些日志可以帮助你找到那些运行缓慢的查询。

3. 检查索引：

   • 确保你的查询中用到的所有列都已经被索引。索引可以大大提高查询速度。

   • 但是，过多的索引可能会降低写入性能，所以需要找到一个平衡点。

4. 优化查询语句：

   • 重写查询语句，避免使用 SELECT *，而是只选择需要的列。

   • 避免在列上进行计算或函数操作，这可能会导致全表扫描。

5. 硬件和配置检查：

   • 确保服务器硬件（如CPU、内存和磁盘）足够支持当前的负载。

   • 检查数据库配置设置，确保它们是针对性能进行优化的。例如，调整缓冲区大小、连接池大小等。

6. 使用分析工具：

   • 有很多第三方工具和GUI工具（如MySQL Workbench、pgAdmin等）可以帮助你分析和优化查询。

7. 分区和归档旧数据：

• 对于非常大的表，考虑使用分区或归档旧数据来提高查询性能。

1. 定期维护：

• 定期进行数据库维护，如优化表（使用 OPTIMIZE TABLE 命令）和修复表（使用 REPAIR TABLE 命令）。

1. 更新统计信息：

• 数据库通常使用统计信息来选择最佳的查询执行计划。确保这些统计信息是最新的。

1. 考虑使用缓存：

• 对于经常被查询但变动不频繁的数据，可以考虑使用缓存来提高性能。

1. 使用专业服务：

• 如果问题复杂或难以解决，可以考虑聘请数据库专家来帮助你诊断和解决问题。

1. 持续监控：

• 使用监控工具持续监控数据库性能，这样可以在问题发生时立即发现并解决。

最后，解决SQL性能问题通常需要综合运用多种方法，因为每个数据库和应用都有其独特性。

5.25 mysql的锁有几种？

MySQL中的锁可以分为以下几种：

1. 全局锁：影响整个数据库的锁。例如，当执行FLUSH TABLES WITH READ LOCK;命令时，其他用户不能写入数据库，但可以读取。

2. 表级锁：这是MySQL中最简单的锁类型。它分为两种：表共享读锁（Table Read Lock）和表独占写锁（Table Write Lock）。InnoDB存储引擎使用行级锁，而MyISAM存储引擎使用表级锁。

3. 行级锁：这是最细粒度的锁，只锁定被访问的行。使用行级锁的存储引擎有InnoDB和NDB Cluster。行级锁可以大大降低死锁发生的概率，并提高并发性能。

4. 元数据锁（MDL）：当修改表的结构（如ALTER TABLE）时，MySQL需要防止其他线程同时修改表结构，因此会使用元数据锁来加锁。

5. 间隙锁（Gap Locks）：这是InnoDB特有的，锁定一个范围，但不包括记录本身。主要用于防止幻读。

6. 意向锁（Intention Locks）：这是InnoDB的锁，用于在行级锁或表级锁上设置锁之前，先设置一个意向。意向锁不会阻止其他事务访问数据，但会告诉其他事务当前事务打算在某个范围内设置行级锁。

7. 记录锁（Record Locks）：锁定单个行记录。

8. Next-Key Locks：这是InnoDB的特性，是记录锁和间隙锁的结合。它锁定一个范围，包括记录本身和间隙。

每种类型的锁都有其特定的用途和使用场景，了解它们可以帮助您更好地优化数据库性能和并发性。

5.26 间隙锁是如何实现的？

间隙锁（Gap Locks）是InnoDB存储引擎实现的一种锁定机制，主要用于解决幻读（Phantom Read）问题。间隙锁通过锁定一个范围，但不包括记录本身，来防止其他事务在该范围内插入或更新数据。

间隙锁的实现方式如下：

1. 当一个事务需要锁定一个范围时，InnoDB会在索引中生成一个间隙并将其锁定。这个间隙可以是两个索引记录之间，也可以是第一个索引记录之前或最后一个索引之后的空间。

2. 对于键值在条件范围内但并不存在的记录，InnoDB也会对这个“间隙”加锁。这种锁机制就是所谓的间隙锁。

3. 在实现间隙锁时，InnoDB使用了两种锁定类型：共享锁和排他锁。共享锁允许多个事务读取数据，但不允许任何事务写入数据。排他锁则只允许一个事务读取或写入数据。

4. 当一个事务需要锁定一个范围时，InnoDB会首先使用共享锁来锁定该范围内的所有行。其他事务就不能在该范围内插入或更新数据，因为它们会试图插入或更新数据行并因为锁定而被阻止。

5. 当一个事务需要在锁定范围内插入或更新数据时，InnoDB会升级该事务的锁定级别，并使用排他锁来锁定该范围内的所有行。其他事务就不能读取或写入该范围内的任何数据，因为它们会试图读取或写入数据行并因为锁定而被阻止。

总之，间隙锁是一种强大的锁定机制，通过锁定索引范围而不是实际数据行，可确保数据的一致性和完整性。了解间隙锁的实现方式，可以帮助更好地理解MySQL的锁定机制，并在开发MySQL应用程序时更好地使用它。

5.27 MVCC了解吗？

MVCC（多版本并发控制）是一种并发控制的方法。在数据库管理系统（DBMS）中，MVCC允许多个读操作和写操作同时进行，而不需要进行读写锁定。

在MVCC中，每个事务都维护一个写前快照（write-before snapshot），而读操作则读取该事务的写前快照。如果一个事务需要更新数据，它只需在快照上执行修改操作，而不会影响其他事务的读操作。

当其他事务尝试读取被修改的数据时，它将继续读取该事务的写前快照，而不是更新后的数据。因此，其他事务可以继续执行而不会受到阻塞。

采用MVCC的数据库系统通常使用“可见性”概念来确定某个事务是否可以看到另一个事务的修改。当一个事务提交时，它将成为“可见”对其他事务，这意味着其他事务可以看到该事务的修改。

采用MVCC的数据库系统可以提高并发性和性能，因为它不需要长时间锁定数据。它有助于实现高并发的读写操作，并允许长事务执行。

5.28 在rr级别下,mvcc能否解决幻读？

在MySQL的RR（可重复读）隔离级别下，虽然MVCC（多版本并发控制）可以解决大部分的幻读问题，但并不能完全解决。

在RR级别下，MVCC确实能够解决大部分的重复读问题，因为它通过保留数据的多个版本来提供一致性的视图。然而，幻读问题并没有得到完全解决。这是因为幻读涉及到的是在一个事务内读取了另一个事务插入的新记录，即使在RR级别下，其他事务仍然可以在当前事务开始后插入新记录，因此可能导致幻读。

为了完全解决幻读问题，需要使用更高级别的隔离级别，如Serializable，或者通过特定的锁机制，如next-key locks，来避免其他事务插入新的记录。

因此，虽然RR级别下MVCC可以解决大部分的并发问题，但在幻读方面仍然存在一些限制。

5.29 MVCC是用在哪一个隔离级别下的？

MVCC(Multi-Version Concurrency Control)，全称多版本并发访问，是一种并发环境下进行数据安全控制的方法，其本质上是一种乐观锁，用于实现提交读(READ COMMITTD)和可重复读(REPEATABLE READ)这两种隔离级别。

在MVCC下，每个事务都可以看到一个一致的数据快照，这个快照在事务开始时就被选定。这意味着，即使其他事务正在修改数据，当前事务也可以看到一个一致的数据状态。当事务结束时，它所做的所有修改都会被提交或回滚，这取决于事务是提交还是回滚。

总的来说，MVCC主要用在READ COMMITTED和REPEATABLE READ这两种隔离级别下。