MySQL 面试题总结

MySQL的面试知识点总结

Q1：MySQL 的逻辑架构了解吗？

第一层是服务器层，主要提供连接处理、授权认证、安全等功能。

第二层实现了 MySQL 核心服务功能，包括查询解析、分析、优化、缓存以及日期和时间等所有内置函数，所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，例如存储过程、触发器、视图等。

第三层是存储引擎层，存储引擎负责 MySQL 中数据的存储和提取。服务器通过 API 与存储引擎通信，这些接口屏蔽了不同存储引擎的差异，使得差异对上层查询过程透明。除了会解析外键定义的 InnoDB 外，存储引擎不会解析 SQL，不同存储引擎之间也不会相互通信，只是简单响应上层服务器请求。

Q2：谈一谈 MySQL 的读写锁

在处理并发读或写时，可以通过实现一个由两种类型组成的锁系统来解决问题。这两种类型的锁通常被称为共享锁和排它锁，也叫读锁和写锁。读锁是共享的，相互不阻塞，多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源而不相互干扰。写锁则是排他的，也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁，确保在给定时间内只有一个用户能执行写入并防止其他用户读取正在写入的同一资源。

在实际的数据库系统中，每时每刻都在发生锁定，当某个用户在修改某一部分数据时，MySQL 会通过锁定防止其他用户读取同一数据。写锁比读锁有更高的优先级，一个写锁请求可能会被插入到读锁队列的前面，但是读锁不能插入到写锁前面。

Q3：MySQL 的锁策略有什么？

表锁是MySQL中最基本的锁策略，并且是开销最小的策略。表锁会锁定整张表，一个用户在对表进行写操作前需要先获得写锁，这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁时，其他读取的用户才能获取读锁，读锁之间不相互阻塞。

行锁可以最大程度地支持并发，同时也带来了最大开销。InnoDB 和 XtraDB 以及一些其他存储引擎实现了行锁。行锁只在存储引擎层实现，而服务器层没有实现。

Q4：数据库死锁如何解决？

所谓死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用，它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁.所以解决死锁主要还是针对于最常用的InnoDB。

为了解决死锁问题，数据库系统实现了各种死锁检测和死锁超时机制。越复杂的系统，例如InnoDB 存储引擎，越能检测到死锁的循环依赖，并立即返回一个错误。这种解决方式很有效，否则死锁会导致出现非常慢的查询。还有一种解决方法，就是当查询的时间达到锁等待超时的设定后放弃锁请求，这种方式通常来说不太好。InnoDB 目前处理死锁的方法是将持有最少行级排它锁的事务进行回滚。

死锁发生之后，只有部分或者完全回滚其中一个事务，才能打破死锁。对于事务型系统这是无法避免的，所以应用程序在设计时必须考虑如何处理死锁。大多数情况下只需要重新执行因死锁回滚的事务即可。

Q5：事务是什么?

事务是一组原子性的 SQL 查询，或者说一个独立的工作单元。如果数据库引擎能够成功地对数据库应用该组查询的全部语句，那么就执行该组查询。如果其中有任何一条语句因为崩溃或其他原因无法执行，那么所有的语句都不会执行。也就是说事务内的语句要么全部执行成功，要么全部执行失败。

Q6：事务有什么特性？

原子性 atomicity

一个事务在逻辑上是必须不可分割的最小工作单元，整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚，对于一个事务来说不可能只执行其中的一部分。

一致性 consistency

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；例如买东西,张三买李四的东西, 买卖前和买卖后张三和李四的所有钱数之和是保持不变的.

隔离性 isolation

事务和事务之间是隔离开的. 一个事务看不到另一个事务正在操作的数据。

持久性 durability

一旦事务提交成功，其修改就会永久保存到数据库中，此时即使系统崩溃，修改的数据也不会丢失。

Q7：MySQL 的隔离级别有哪些？

未提交读 READ UNCOMMITTED

多个事务同时修改一条记录，A事务对其的改动在A事务还没提交时，在B事务中就可以看到A事务对其的改动。事务可以读取其他事务修改完但未提交的数据，这种问题称为脏读。

读已提交 READ COMMITTED

多数数据库系统默认的隔离级别。提交读满足了隔离性的简单定义：一个事务开始时只能"看见"已经提交的事务所做的修改。换句话说，一个事务从开始直到提交之前的任何修改对其他事务都是不可见的。也叫不可重复读，因为两次执行同样的查询可能会得到不同结果。

可重复读 REPEATABLE READ（MySQL默认的隔离级别）

可重复读解决了不可重复读的问题，保证了在同一个事务中多次读取同样的记录结果一致。但还是无法解决幻读，所谓幻读指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时，会产生幻行。InnoDB 存储引擎通过多版本并发控制MVCC 解决幻读的问题。

可串行化 SERIALIZABLE

最高的隔离级别，通过强制事务串行执行，避免幻读。可串行化会在读取的每一行数据上都加锁，可能导致大量的超时和锁争用的问题。

Q8：MVCC 是什么？

1、MVCC

​ MVCC，全称Multi-Version Concurrency Control，即多版本并发控制。MVCC是一种并发控制的方法，一般在数据库管理系统中，实现对数据库的并发访问，在编程语言中实现事务内存。

InnoDB 的MVCC 通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现，这两个列一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间间。不过存储的不是实际的时间值而是系统版本号，每开始一个新的事务系统版本号都会自动递增，事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。

MVCC 只能在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 两个隔离级别下工作，因为 READ UNCOMMITTED 总是读取最新的数据行，而不是符合当前事务版本的数据行，而 SERIALIZABLE 则会对所有读取的行都加锁。

2、当前读

就是它读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。

3、快照读（提高数据库的并发查询能力）

像不加锁的select操作就是快照读，即不加锁的非阻塞读；快照读的前提是隔离级别不是串行级别，串行级别下的快照读会退化成当前读；之所以出现快照读的情况，是基于提高并发性能的考虑，快照读的实现是基于多版本并发控制，即MVCC,可以认为MVCC是行锁的一个变种，但它在很多情况下，避免了加锁操作，降低了开销；既然是基于多版本，即快照读可能读到的并不一定是数据的最新版本，而有可能是之前的历史版本

Q9：谈一谈 InnoDB

InnoDB 是 MySQL 的默认事务型引擎，用来处理大量短期事务。他的性能和自动崩溃恢复特性也很厉害，一般我们没有特别的原因都会优先考虑InnoDB。

InnoDB的体系架构是由多个不同的后台线程和多个内存块组成，这些内存块组成了一个大的内存池。后台线程主要负责刷新内存池中的数据、将已修改的数据刷新到磁盘等等。

InnoDB有三大关键特性：插入缓冲、两次缓存写、自适应哈希索引；

插入缓冲

Insert Buffer的设计，对于非聚集索引的插入和更新来说，不是每一次插入更新都是直接插入到索引页中的，而是先判断插入非聚集索引页是否在缓冲池中，若存在，则直接插入，不存在，则先放入一个Insert Buffer对象中。然后再以一定的频率执行插入缓冲和非聚集索引页子节点的合并操作。这样做会对非聚集索引插入的性能进行优化和提升。

两次缓存写

插入缓冲是为了提高写性能的话，那么两次写是为了提高可靠性。

两次写主要是为了防止写时出现失效，那简单说一下写失效：当数据库正在从内存向磁盘写一个数据页时，数据库宕机，从而导致这个页只写了部分数据，这就是部分写失效，它会导致数据丢失。这时是无法通过重做日志恢复的，因为重做日志记录的是对页的物理修改，如果页本身已经损坏，重做日志也无能为力。

其原理是这样的：

1）当刷新缓冲池脏页（当内存数据页跟磁盘数据页内容不一致的时候，我们称这个内存页为“脏页”。）时，并不直接写到数据文件中，而是先拷贝至内存中的两次写缓冲区。

2）接着从两次写缓冲区分两次写入磁盘共享表空间中，每次写入1MB。

3）待第2步完成后，再将两次写缓冲区写入数据文件。

自适应哈希索引

Q10：谈一谈 MyISAM

MySQL5.1及之前，MyISAM 是默认存储引擎，MyISAM 提供了大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数等，但不支持事务和行锁，最大的缺陷就是崩溃后无法安全恢复。对于只读的数据或者表比较小、可以忍受修复操作的情况仍然可以使用 MyISAM。

MyISAM 将表存储在数据文件和索引文件中，分别以 .MYD 和 .MYI 作为扩展名。MyISAM 对整张表进行加锁，读取时会对需要读到的所有表加共享锁，写入时则对表加排它锁。但是在表有读取查询的同时，也支持并发往表中插入新的记录。

Q12：查询执行流程是什么？

简单来说分为五步：

① 客户端发送一条查询给服务器。

② 服务器先检查查询缓存，如果命中了缓存则立刻返回存储在缓存中的结果，否则进入下一阶段。

③ 服务器端进行 SQL 解析、预处理，再由优化器生成对应的执行计划。

④ MySQL 根据优化器生成的执行计划，调用存储引擎的 API 来执行查询。

⑤ 将结果返回给客户端。

Q13：VARCHAR 和 CHAR 的区别？

VARCHAR 用于存储可变字符串，是最常见的字符串数据类型。它比 CHAR 更节省空间，因为它仅使用必要的空间。VARCHAR 需要 1 或 2 个额外字节记录字符串长度，如果列的最大长度不大于 255 字节则只需要 1 字节。VARCHAR 不会删除末尾空格。

VARCHAR 适用场景：字符串列的最大长度比平均长度大很多、列的更新很少、使用了 UTF8 这种复杂字符集，每个字符都使用不同的字节数存储。

CHAR 是定长的，根据定义的字符串长度分配足够的空间。CHAR 会删除末尾空格。

CHAR 适合存储很短的字符串，或所有值都接近同一个长度，例如存储密码的 MD5 值。对于经常变更的数据，CHAR 也比 VARCHAR更好，因为定长的 CHAR 不容易产生碎片。对于非常短的列，CHAR 在存储空间上也更有效率，例如用 CHAR 来存储只有 Y 和 N 的值只需要一个字节，但是 VARCHAR 需要两个字节，因为还有一个记录长度的额外字节。

Q14：DATETIME 和 TIMESTAMP 的区别？

DATETIME 能保存大范围的值，从 1001~9999 年，精度为秒。把日期和时间封装到了一个整数中，与时区无关，使用 8 字节存储空间。

TIMESTAMP 和 UNIX 时间戳相同，只使用 4 字节的存储空间，范围比 DATETIME 小得多，只能表示 1970 ~2038 年，并且依赖于时区。