【面试专题】MySQL篇①

1.MySQL中,如何定位慢查询?

①介绍一下当时产生问题的场景(我们当时的一个接口测试的时候非常的慢,压测的结果大概5秒钟)

②我们系统中当时采用了运维工具( Skywalking ),可以监测出哪个接口,最终因为是sql的问题

③在mysql中开启了慢日志查询,我们设置的值就是2秒,一旦sql执行超过2秒就会记录到日志中(调试阶段)

面试回答:

我们当时做压测的时候有的接口非常的慢,接口的响应时间超过了2秒以上,因为我们当时的系统部署了运维的监控系统Skywalking ,在展示的报表中可以看到是哪一个接口比较慢,并且可以分析这个接口哪部分比较慢,这里可以看到SQL的具体的执行时间,所以可以定位是哪个sql出了问题。

如果,项目中没有这种运维的监控系统,其实在MySQL中也提供了慢日志查询的功能,可以在MySQL的系统配置文件中开启这个慢日志的功能,并且也可以设置SQL执行超过多少时间来记录到一个日志文件中,我记得上一个项目配置的是2秒,只要SQL执行的时间超过了2秒就会记录到日志文件中,我们就可以在日志文件找到执行比较慢的SQL了。

扩展:

方案一:开源工具

调试工具:Arthas

运维工具:Prometheus 、Skywalking

以Skywalking为例:

方案二:MySQL自带慢日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数(long_query_time,单位:秒,默认10秒)的所有SQL语句的日志 如果要开启慢查询日志,需要在MySQL的配置文件(/etc/my.cnf)中配置如下信息:

SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log';

我的之前配置过,所以显示的是ON(off为关,on为开): 

SHOW VARIABLES LIKE 'long_query_time';
# 设置慢日志的时间为2秒,SQL语句执行时间超过2秒,就会视为慢查询,记录慢查询日志
long_query_time=2

配置完毕之后,通过以下指令重新启动MySQL服务器进行测试,查看慢日志文件中记录的信息 /var/lib/mysql/localhost-slow.log。

2.那这个SQL语句执行很慢, 如何分析呢?

面试回答:

如果一条sql执行很慢的话,我们通常会使用mysql自动的执行计划explain来去查看这条sql的执行情况。

①可以通过key和key_len检查是否命中了索引,如果本身已经添加了索引,也可以判断索引是否有失效的情况

②可以通过type字段查看sql是否有进一步的优化空间,是否存在全索引扫描或全盘扫描

③可以通过extra建议来判断,是否出现了回表的情况,如果出现了,可以尝试添加索引或修改返回字段来修复

扩展:

-- 直接在select语句之前加上关键字 explain / desc
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件 ;

 

Explain 执行计划中各个字段的含义:

3.了解过索引吗?(什么是索引)

面试回答:

索引在项目中还是比较常见的,它是帮助MySQL高效获取数据的数据结构,主要是用来提高数据检索的效率,降低数据库的IO成本,同时通过索引列对数据进行排序,降低数据排序的成本,也能降低了CPU的消耗。

扩展:

【MySQL进阶】索引的结构及分类_mysql索引数据结构有哪些-CSDN博客

4.索引的底层数据结构了解过嘛?

面试回答:

MySQL的默认的存储引擎InnoDB采用的B+树的数据结构来存储索引,选择B+树的主要的原因是:

①阶数更多,路径更短

②磁盘读写代价B+树更低,非叶子节点只存储指针,叶子阶段存储数据

③B+树便于扫库和区间查询,叶子节点是一个双向链表

 扩展:

【MySQL进阶】索引的结构及分类_mysql索引数据结构有哪些-CSDN博客

5.B树和B+树的区别是什么呢?

面试回答:

第一:在B树中,非叶子节点和叶子节点都会存放数据,而B+树的所有的数据都会出现在叶子节点,在查询的时候,B+树查找效率更加稳定

第二:在进行范围查询的时候,B+树效率更高,因为B+树都在叶子节点存储,并且叶子节点是一个双向链表

 扩展:

【MySQL进阶】索引的结构及分类_mysql索引数据结构有哪些-CSDN博客

6.InnoDB为什么使用B+树实现索引?

面试回答:

首先看看B+树有哪些特点:

  1. B+树是一棵平衡树,每个叶子节点到根节点的路径长度相同,查找效率较高;
  2. B+树的所有关键字都在叶子节点上,因此范围查询时只需要遍历一遍叶子节点即可;
  3. B+树的叶子节点都按照关键字大小顺序存放,因此可以快速地支持按照关键字大小进行排序;
  4. B+树的非叶子节点不存储实际数据,因此可以存储更多的索引数据;
  5. B+树的非叶子节点使用指针连接子节点,因此可以快速地支持范围查询和倒序查询。
  6. B+树的叶子节点之间通过双向链表链接,方便进行范围查询。

 

那么,使用B+树实现索引,就有以下几个优点:

  1. 支持范围查询,B+树在进行范围查找时,只需要从根节点一直遍历到叶子节点,因为数据都存储在叶子节点上,而且叶子节点之间有指针连接,可以很方便地进行范围查找。
  2. 支持排序,B+树的叶子节点按照关键字顺序存储,可以快速支持排序操作,提高排序效率;
  3. 存储更多的索引数据,因为它的非叶子节点只存储索引关键字,不存储实际数据,因此可以存储更多的索引数据;
  4. 在节点分裂和合并时,IO操作少。B+树的叶子节点的大小是固定的,而且节点的大小一般都会设置为一页的大小,这就使得节点分裂和合并时,IO操作很少,只需读取和写入一页。
  5. 有利于磁盘预读。由于B+树的节点大小是固定的,因此可以很好地利用磁盘预读特性,一次性读取多个节点到内存中,这样可以减少IO操作次数,提高查询效率。
  6. 有利于缓存。B+树的非叶子节点只存储指向子节点的指针,而不存储数据,这样可以使得缓存能够容纳更多的索引数据,从而提高缓存的命中率,加快查询速度。

7.什么是聚簇索引什么是非聚簇索引 ?

面试回答:

聚簇索引(Clustered Index)和非聚簇索引(Non-clustered Index)是数据库中的两种索引类型,它们在组织和存储数据时有不同的方式。

聚簇索引简单点理解就是将数据与索引放到了一起,找到索引也就找到了数据。也就是说,对于聚簇索引来说,他的非叶子节点上存储的是索引字段的值,而他的叶子节点上存储的是这条记录的整行数据。

非聚簇索引就是将数据与索引分开存储,叶子节点包含索引字段值及指向数据页数据行的逻辑指针。

  • 对于聚簇索引来说,他的非叶子节点上存储的是索引值,而它的叶子节点上存储的是整行记录。
  • 对于非聚簇索引来说,他的非叶子节点上存储的都是索引值,而它的叶子节点上存储的是主键的值。

所以,通过非聚簇索引的查询,需要进行一次回表,就是先查到主键ID,在通过ID查询所需字段。

 扩展:

聚集索引选取规则:

如果存在主键,主键索引就是聚集索引。

如果不存在主键,将使用第一个唯一(UNIQUE)索引作为聚集索引。

如果表没有主键,或没有合适的唯一索引,则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏的聚集索引。

8.知道什么是回表查询吗?

在 InnoDB 里,索引B+ Tree的叶子节点存储了整行数据的是主键索引,也被称之为聚簇索引。而索引B+ Tree的叶子节点存储了主键的值的是非主键索引,也被称之为非聚簇索引。

在存储的数据方面,主键(聚簇)索引的B+树的叶子节点直接就是我们要查询的整行数据了。而非主键(非聚簇)索引的叶子节点是主键的值。

那么,当我们根据非聚簇索引查询的时候,会先通过非聚簇索引查到主键的值,之后,还需要再通过主键的值再进行一次查询才能得到我们要查询的数据。而这个过程就叫做回表。

所以,在InnoDB 中,使用主键查询的时候,是效率更高的, 因为这个过程不需要回表。另外,依赖覆盖索引索引下推等技术,我们也可以通过优化索引结构以及SQL语句减少回表的次数。

9.知道什么叫覆盖索引嘛 ?

覆盖索引是指select查询语句使用了索引,在返回的列,必须在索引中全部能够找到,如果我们使用id查询,它会直接走聚集索引查询,一次索引扫描,直接返回数据,性能高。

如果按照二级索引查询数据的时候,返回的列中没有创建索引,有可能会触发回表查询,尽量避免使用select *,尽量在返回的列中都包含添加索引的字段

当一条查询语句符合覆盖索引条件时,MySQL只需要通过索引就可以返回查询所需要的数据,这样避免了查到索引后再返回表操作,减少I/O提高效率。

10.MySQL超大分页怎么处理 ?

超大分页一般都是在数据量比较大时,我们使用了limit分页查询,并且需要对数据进行排序,这个时候效率就很低,我们可以采用覆盖索引和子查询来解决

先分页查询数据的id字段,确定了id之后,再用子查询来过滤,只查询这个id列表中的数据就可以了

因为查询id的时候,走的覆盖索引,所以效率可以提升很多

 扩展:

我们一起来看看执行limit分页查询耗时对比:

因为,当在进行分页查询时,如果执行 limit 9000000,10 ,此时需要MySQL排序前9000010 记录,仅仅返回 9000000 - 9000010 的记录,其他记录丢弃,查询排序的代价非常大 。

优化思路: 一般分页查询时,通过创建 覆盖索引 能够比较好地提高性能,可以通过覆盖索引加子查询形式进行优化

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