数据库 高频面试点

● 请你说说索引是什么,多加索引一定会好吗

参考回答:
1、索引
数据库索引是为了增加查询速度而对表字段附加的一种标识,是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构。

DB在执行一条Sql语句的时候,默认的方式是根据搜索条件进行全表扫描,遇到匹配条件的就加入搜索结果集合。如果我们对某一字段增加索引,查询时就会先去索引列表中一次定位到特定值的行数,大大减少遍历匹配的行数,所以能明显增加查询的速度。

优点:

通过创建唯一性索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。

可以大大加快数据的检索速度,这也是创建索引的最主要的原因。

可以加速表和表之间的连接,特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。

在使用分组和排序子句进行数据检索时,同样可以显著减少查询中分组和排序的时间。

通过使用索引,可以在查询的过程中,使用优化隐藏器,提高系统的性能。

缺点:

创建索引和维护索引要耗费时间,这种时间随着数据量的增加而增加。

索引需要占物理空间,除了数据表占数据空间之外,每一个索引还要占一定的物理空间,如果要建立聚簇索引,那么需要的空间就会更大。

当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候,索引也要动态的维护,这样就降低了数据的维护速度。

2、添加索引原则

在查询中很少使用或者参考的列不应该创建索引。这是因为,既然这些列很少使用到,因此有索引或者无索引,并不能提高查询速度。相反,由于增加了索引,反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。

只有很少数据值的列也不应该增加索引。这是因为,由于这些列的取值很少,例如人事表的性别列,在查询的结果中,结果集的数据行占了表中数据行的很大比例,即需要在表中搜索的数据行的比例很大。增加索引,并不能明显加快检索速度。

定义为text、image和bit数据类型的列不应该增加索引。这是因为,这些列的数据量要么相当大,要么取值很少。

当修改性能远远大于检索性能时,不应该创建索引。这是因为,修改性能和检索性能是互相矛盾的。当增加索引时,会提高检索性能,但是会降低修改性能。当减少索引时,会提高修改性能,降低检索性能。因此,当修改性能远远大于检索性能时,不应该创建索引。

数据库事务

事务(Database Transaction) :
由一系列对系统中数据进行访问与更新的操作所组成的一个程序执行逻辑单元,要么完全地执行,要么完全地不执行。 事务处理可以确保除非事务性单元内的所有操作都成功完成,否则不会永久更新面向数据的资源。通过将一组相关操作组合为一个要么全部成功要么全部失败的单元,可以简化错误恢复并使应用程序更加可靠。
一个逻辑工作单元要成为事务,必须满足所谓的ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)属性。
事务是数据库运行中的逻辑工作单位,由DBMS中的事务管理子系统负责事务的处理,事务是DBMS中最基础的单位,事务不可分割。

事务的特征

事务具有4个基本特征,分别是:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Duration),简称ACID。

简记:
1、原子性(Atomicity):事务中的全部操作在数据库中是不可分割的,要么全部完成,要么全部不执行。
2、一致性(Consistency):几个并行执行的事务,其执行结果必须与按某一顺序 串行执行的结果相一致。【一致性状态取决于现实中的业务逻辑以及具体的数据库内部实现。】
3、隔离性(Isolation):事务的执行不受其他事务的干扰,事务执行的中间结果对其他事务必须是透明的。
4、持久性(Durability):对于任意已提交事务,系统必须保证该事务对数据库的改变不被丢失,即使数据库出现故障。

事务的ACID特性是由关系数据库系统(DBMS)来实现的,DBMS采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。

日志记录了事务对数据库所作的更新,如果某个事务在执行过程中发生错误,就可以根据日志撤销事务对数据库已做的更新,使得数据库回滚到执行事务前的初始状态。

1)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,[删删删]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。

2)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。

3)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。

多个事务并发访问时,事务之间是隔离的,一个事务不应该影响其它事务运行效果。这指的是在并发环境中,当不同的事务同时操纵相同的数据时,每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。

不同的隔离级别:

Read Uncommitted(读取未提交[添加中文释义]内容):最低的隔离级别,什么都不需要做,一个事务可以读到另一个事务未提交的结果。所有的并发事务问题都会发生。

Read Committed(读取提交内容):只有在事务提交后,其更新结果才会被其他事务看见。可以解决脏读问题。

Repeated Read(可重复读):在一个事务中,对于同一份数据的读取结果总是相同的,无论是否有其他事务对这份数据进行操作,以及这个事务是否提交。可以解决脏读、不可重复读。

Serialization(可串行化):事务串行化执行,隔离级别最高,牺牲了系统的并发性。可以解决并发事务的所有问题。

4)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。

注意:原子性和一致性的的侧重点不同。
原子性关注状态,要么全部成功,要么全部失败,不存在部分成功的状态。而一致性关注数据的可见性,中间状态的数据对外部不可见,只有最初状态和最终状态的数据对外可见。
事务的一致性是关注数据的中间状态,也就是一致性需要监视中间状态的数据,如果有变化,即刻回滚。
(一系列操作后,所有的操作和更新全部提交成功,数据库只包含全部成功后的数据就是数据的一致性)

● 请你说一说inner join和left join

参考回答:
left join(左联接) 返回包括左表中的所有记录和右表中联结字段相等的记录 right join(右联接) 返回包括右表中的所有记录和左表中联结字段相等的记录
inner join(等值连接) 只返回两个表中联结字段相等的行

● 请你说一说数据库的三大范式

参考回答:
第一范式:当关系模式R的所有属性都不能再分解为更基本的数据单位时,称R是满足第一范式,即属性不可分
第二范式:如果关系模式R满足第一范式,并且R得所有非主属性都完全依赖于R的每一个候选关键属性,称R满足第二范式
第三范式:设R是一个满足第一范式条件的关系模式,X是R的任意属性集,如果X非传递依赖于R的任意一个候选关键字,称R满足第三范式,即非主属性不传递依赖于键码

● 请你介绍一下mysql的MVCC机制

参考回答:
MVCC是一种多版本并发控制机制,是MySQL的InnoDB存储引擎实现隔离级别的一种具体方式,用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。MVCC是通过保存数据在某个时间点的快照来实现该机制,其在每行记录后面保存两个隐藏的列,分别保存这个行的创建版本号和删除版本号,然后Innodb的MVCC使用到的快照存储在Undo日志中,该日志通过回滚指针把一个数据行所有快照连接起来。

● 请问SQL优化方法有哪些

参考回答:
通过建立索引对查询进行优化
对查询进行优化,应尽量避免全表扫描

● 请你回答一下mongodb和redis的区别

参考回答:
内存管理机制上:Redis 数据全部存在内存,定期写入磁盘,当内存不够时,可以选择指定的 LRU 算法删除数据。MongoDB 数据存在内存,由 linux系统 mmap 实现,当内存不够时,只将热点数据放入内存,其他数据存在磁盘。
支持的数据结构上:Redis 支持的数据结构丰富,包括hash、set、list等。

MongoDB 数据结构比较单一,但是支持丰富的数据表达,索引,最类似关系型数据库,支持的查询语言非常丰富

● 请你说一下mysql引擎以及其区别

参考回答:
在Mysql数据库中,常用的引擎为Innodb和MyIASM,其中
Innodb是一个事务型的存储引擎,有行级锁定和外键约束,提供了对数据库ACID事物的支持,实现了SQL标准的四种隔离级别,即读未提交,不可重复读,可重复读以及串行,其涉及目标就是处理大数据容量的数据库系统。
而MyIASM引擎是Mysql默认的引擎,不提供数据库事务的支持,也不支持行级锁和外键,因此当写操作时需要锁定整个表,效率较低。不过其保存了表的行数,当金星select count(*)form table时,可直接读取已经保存的值,不需要进行全表扫描。因此当表的读操作远多于写操作,并且不需要事务支持时,可以优先选择MyIASM

● 请你来说一说Redis的定时机制怎么实现的

参考回答:
Redis服务器是一个事件驱动程序,服务器需要处理以下两类事件:文件事件(服务器对套接字操作的抽象)和时间事件(服务器对定时操作的抽象)。Redis的定时机制就是借助时间事件实现的。
一个时间事件主要由以下三个属性组成:id:时间事件标识号;when:记录时间事件的到达时间;timeProc:时间事件处理器,当时间事件到达时,服务器就会调用相应的处理器来处理时间。一个时间事件根据时间事件处理器的返回值来判断是定时事件还是周期性事件

一个时间事件主要由以下三个属性组成:id:时间事件标识号;when:记录时间事件的到达时间;timeProc:时间事件处理器,当时间事件到达时,服务器就会调用相应的处理器来处理时间。一个时间事件根据时间事件处理器的返回值来判断是定时事件还是周期性事件。

● 请你来说一说Redis是单线程的,但是为什么这么高效呢?

参考回答:
虽然Redis文件事件处理器以单线程方式运行,但是通过使用I/O多路复用程序来监听多个套接字,文件事件处理器既实现了高性能的网络通信模型,又可以很好地与Redis服务器中其他同样以单线程运行的模块进行对接,这保持了Redis内部单线程设计的简单性。

● 请问Redis的数据类型有哪些,底层怎么实现?

参考回答:
1)字符串:整数值、embstr编码的简单动态字符串、简单动态字符串(SDS)
2)列表:压缩列表、双端链表

3)哈希:压缩列表、字典

4)集合:整数集合、字典

5)有序集合:压缩列表、跳跃表和字典

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