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[职场] MySQL面试最全知识点！（上）

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Cronye 发表于 2019-12-25 18:58:51 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
MySQL面试最全知识点！（上） 第1张图片

这篇文章是我花了几天时间对之前总结的MySQL知识点做了完善后的产物，可以用来回顾MySQL基础知识以及备战MySQL常见面试问题。
由于本篇篇幅较长，将以上下两篇的形式分享出来，大家记得明天也来爱数据学习社打卡学习哦！

什么是MySQL?

MySQL 是一种关系型数据库，在开发中非常常用，因为 MySQL 是开源免费的，并且方便扩展。阿里巴巴数据库系统也大量用到了 MySQL，因此它的稳定性是有保障的。

MySQL是开放源代码的，因此任何人都可以在 GPL(General Public License) 的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。MySQL的默认端口号是3306。

事务相关

1. 什么是事务？

事务是逻辑上的一组操作，要么都执行，要么都不执行。

事务最经典也经常被拿出来说例子就是转账了。假如小明要给小红转账1000元，这个转账会涉及到两个关键操作就是：将小明的余额减少1000元，将小红的余额增加1000元。万一在这两个操作之间突然出现错误比如银行系统崩溃，导致小明余额减少而小红的余额没有增加，这样就不对了。事务就是保证这两个关键操作要么都成功，要么都要失败。

2. 介绍一下事物的四大特性(ACID)

MySQL面试最全知识点！（上） 第2张图片


    原子性：事务是最小的执行单位，不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用；

    一致性：执行事务前后，数据保持一致，多个事务对同一个数据读取的结果是相同的；

    隔离性：并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他事务所干扰，各并发事务之间数据库是独立的；

    持久性：一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的，即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。


3. 并发事务带来哪些问题？

在典型的应用程序中，多个事务并发运行，经常会操作相同的数据来完成各自的任务（多个用户对统一数据进行操作）。并发虽然是必须的，但可能会导致以下的问题：

    脏读（Dirty read）:当一个事务正在访问数据并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时另外一个事务也访问了这个数据，然后使用了这个数据。因为这个数据是还没有提交的数据，那么另外一个事务读到的这个数据是“脏数据”，依据“脏数据”所做的操作可能是不正确的。


    丢失修改（Lost to modify）:指在一个事务读取一个数据时，另外一个事务也访问了该数据，那么在第一个事务中修改了这个数据后，第二个事务也修改了这个数据。这样第一个事务内的修改结果就被丢失，因此称为丢失修改。例如：事务1读取某表中的数据A=20，事务2也读取A=20，事务1修改A=A-1，事务2也修改A=A-1，最终结果A=19，事务1的修改被丢失。


    不可重复读（Unrepeatableread）: 指在一个事务内多次读同一数据。在这个事务还没有结束时，另一个事务也访问该数据。那么，在第一个事务中的两次读数据之间，由于第二个事务的修改导致第一个事务两次读取的数据可能不太一样。这就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的情况，因此称为不可重复读。


    幻读（Phantom read）: 幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务（T1）读取了几行数据，接着另一个并发事务（T2）插入了一些数据时。在随后的查询中，第一个事务（T1）就会发现多了一些原本不存在的记录，就好像发生了幻觉一样，所以称为幻读。

Ps: 不可重复度和幻读区别：

不可重复读的重点是修改，幻读的重点在于新增或者删除。

    例1（同样的条件, 你读取过的数据, 再次读取出来发现值不一样了 ）：事务1中的A先生读取自己的工资为 1000的操作还没完成，事务2中的B先生就修改了A的工资为2000，导 致A再读自己的工资时工资变为 2000；这就是不可重复读。


    例2（同样的条件, 第1次和第2次读出来的记录数不一样 ）：假某工资单表中工资大于3000的有4人，事务1读取了所有工资大于3000的人，共查到4条记录，这时事务2 又插入了一条工资大于3000的记录，事务1再次读取时查到的记录就变为了5条，这样就导致了幻读。

MySQL面试最全知识点！（上） 第3张图片

事务隔离级别和MySQL的默认隔离级别

SQL 标准定义了四个隔离级别：

    READ-UNCOMMITTED(读取未提交)：最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读。


    READ-COMMITTED(读取已提交)：允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生。


    REPEATABLE-READ(可重复读)：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生。


    SERIALIZABLE(可串行化)：最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。
隔离级别脏读不可重复读幻影读
READ-UNCOMMITTED√√√
READ-COMMITTED×√√
REPEATABLE-READ××√
SERIALIZABLE×××

MySQL InnoDB存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ（可重读）。我们可以通过SELECT @@tx_isolation;命令来查看
mysql> SELECT @@tx_isolation;
这里需要注意的是：与 SQL 标准不同的地方在于InnoDB 存储引擎在 REPEATABLE-READ（可重读）事务隔离级别下使用的是Next-Key Lock 锁算法，因此可以避免幻读的产生，这与其他数据库系统(如 SQL Server)是不同的。所以说InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是REPEATABLE-READ（可重读）已经可以完全保证事务的隔离性要求，即达到了 SQL标准的SERIALIZABLE(可串行化)隔离级别。

因为隔离级别越低，事务请求的锁越少，所以大部分数据库系统的隔离级别都是READ-COMMITTED(读取提交内容)，但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 REPEATABLE-READ（可重读）并不会有任何性能损失。

InnoDB 存储引擎在分布式事务的情况下一般会用到SERIALIZABLE(可串行化)隔离级别。

索引相关

1. 为什么索引能提高查询速度？

先从 MySQL 的基本存储结构说起：

MySQL的基本存储结构是页 (记录都存在页里边) ：

MySQL面试最全知识点！（上） 第4张图片

MySQL面试最全知识点！（上） 第5张图片


    各个数据页可以组成一个双向链表


    每个数据页中的记录又可以组成一个单向链表：

    每个数据页都会为存储在它里边儿的记录生成一个页目录，在通过主键查找某条记录的时候可以在页目录中使用二分法快速定位到对应的槽，然后再遍历该槽对应分组中的记录即可快速找到指定的记录。

所以说，如果我们写
select * from user where indexname = 'xxx'
这样没有进行任何优化的sql语句，默认会这样做：

    定位到记录所在的页：需要遍历双向链表，找到所在的页

    从所在的页内中查找相应的记录：由于不是根据主键查询，只能遍历所在页的单链表了

很明显，在数据量很大的情况下这样查找会很慢！这样的时间复杂度为O（n）。

索引做了些什么可以让我们查询加快速度呢？其实就是将无序的数据变成有序(相对)：

MySQL面试最全知识点！（上） 第6张图片

要找到id为8的记录简要步骤：

MySQL面试最全知识点！（上） 第7张图片

很明显的是：没有用索引我们是需要遍历双向链表来定位对应的页，现在通过 “目录” 就可以很快地定位到对应的页上了！（二分查找，时间复杂度近似为O(logn)）

其实底层结构就是B+树，B+树作为树的一种实现，能够让我们很快地查找出对应的记录。

2. 什么是最左前缀原则？

MySQL中的索引可以以一定顺序引用多列，这种索引叫作联合索引。

如User表的name和city加联合索引就是(name,city)，而最左前缀原则指的是，如果查询的时候查询条件精确匹配索引的左边连续一列或几列，则此列就可以被用到。如下：
select * from user where name=xx and city=xx ; ／／可以命中索引
这里需要注意的是，查询的时候如果两个条件都用上了，但是顺序不同，如
city= xx and name ＝xx
那么现在的查询引擎会自动优化为匹配联合索引的顺序，这样是能够命中索引的。

由于最左前缀原则，在创建联合索引时，索引字段的顺序需要考虑字段值去重之后的个数，较多的放前面。ORDER BY子句也遵循此规则。

3. 注意避免冗余索引

冗余索引指的是索引的功能相同，能够命中就肯定能命中 ，那么 就是冗余索引。

如（name,city ）和（name ）这两个索引就是冗余索引，能够命中后者的查询肯定是能够命中前者的 在大多数情况下，都应该尽量扩展已有的索引而不是创建新索引。

MySQLS.7 版本后，可以通过查询 sys 库的 schema_redundant_indexes 表来查看冗余索引。

4. Mysql如何为表字段添加索引？


    添加PRIMARY KEY（主键索引）
ALTER TABLE `table_name` ADD PRIMARY KEY ( `column` )

    添加UNIQUE(唯一索引)
ALTER TABLE `table_name` ADD UNIQUE ( `column` )

    添加INDEX（普通索引）
ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column` )

    添加FULLTEXT(全文索引)
ALTER TABLE `table_name` ADD FULLTEXT ( `column`)

    添加多列索引
ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column1`, `column2`, `column3` )
存储引擎

1. 一些常用命令


（1）查看MySQL提供的所有存储引擎
mysql> show engines;
MySQL面试最全知识点！（上） 第8张图片

从上图我们可以查看出 MySQL 当前默认的存储引擎是InnoDB,并且在5.7版本所有的存储引擎中只有 InnoDB 是事务性存储引擎，也就是说只有 InnoDB 支持事务。

（2）查看MySQL当前默认的存储引擎

我们也可以通过下面的命令查看默认的存储引擎。
mysql> show variables like '%storage_engine%';
（3）查看表的存储引擎
show table status like "table_name" ;
MySQL面试最全知识点！（上） 第9张图片

2. MyISAM和InnoDB区别


MyISAM是MySQL的默认数据库引擎（5.5版之前）。虽然性能极佳，而且提供了大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数等，但MyISAM不支持事务和行级锁，而且最大的缺陷就是崩溃后无法安全恢复。不过，5.5版本之后，MySQL引入了InnoDB（事务性数据库引擎），MySQL 5.5版本后默认的存储引擎为InnoDB。

大多数时候我们使用的都是 InnoDB 存储引擎，但是在某些情况下使用 MyISAM 也是合适的比如读密集的情况下。（如果你不介意 MyISAM 崩溃回复问题的话）。

两者的对比：

    是否支持行级锁 : MyISAM 只有表级锁(table-level locking)，而InnoDB 支持行级锁(row-level locking)和表级锁，默认为行级锁。


    是否支持事务和崩溃后的安全恢复：MyISAM 强调的是性能，每次查询具有原子性,其执行比InnoDB类型更快，但是不提供事务支持。但是InnoDB 提供事务支持事务，外部键等高级数据库功能。具有事务(commit)、回滚(rollback)和崩溃修复能力(crash recovery capabilities)的事务安全(transaction-safe (ACID compliant))型表。


    是否支持外键：MyISAM不支持，而InnoDB支持。


    是否支持MVCC ：仅 InnoDB 支持。应对高并发事务, MVCC比单纯的加锁更高效；MVCC只在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 两个隔离级别下工作;MVCC可以使用 乐观(optimistic)锁 和 悲观(pessimistic)锁来实现；各数据库中MVCC实现并不统一。（乐观锁和悲观锁将在下篇中详细讲解）

《MySQL高性能》上面有一句话这样写到：

“

不要轻易相信“MyISAM比InnoDB快”之类的经验之谈，这个结论往往不是绝对的。在很多我们已知场景中，InnoDB的速度都可以让MyISAM望尘莫及，尤其是用到了聚簇索引，或者需要访问的数据都可以放入内存的应用。

”

一般情况下我们选择 InnoDB 都是没有问题的，但是某事情况下你并不在乎可扩展能力和并发能力，也不需要事务支持，也不在乎崩溃后的安全恢复问题的话，选择MyISAM也是一个不错的选择。但是一般情况下，我们都是需要考虑到这些问题的。
End.
作者：Java开发者记录站
来源：简书
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标签：开放源代码数据库系统阿里巴巴数据库都可以
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精彩评论2

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沙发
上野and 发表于 2019-12-25 18:59:02 | 只看该作者
 
这个写的好，通俗易懂
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板凳
你爸是鸡霸 发表于 2019-12-25 18:59:22 | 只看该作者
 
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