MySQL篇

文章目录

  • 一、MySQL-优化
    • 1、在MySQL中，如何定位慢查询?
    • 2、SQL语句执行很慢, 如何分析呢？
    • 3、了解过索引吗？（什么是索引）
    • 4、索引的底层数据结构了解过嘛 ?
    • 5、什么是聚簇索引什么是非聚簇索引 ?
    • 6、知道什么是回表查询嘛 ?
    • 7、知道什么叫覆盖索引嘛 ?
    • 8、MYSQL超大分页怎么处理 ?
    • 9、索引创建原则有哪些？
    • 10、什么情况下索引会失效 ?(在联合索引的情况下）
    • 11、谈一谈你对sql的优化的经验
  • 二、事务
    • 1、事务的特性是什么？可以详细说一下吗？
    • 2、并发事务带来哪些问题？怎么解决这些问题呢？MySQL的默认隔离级别是？
      • 2.1. 并发事务问题
      • 2.2. MySQL的默认隔离级别
    • 3、undo log和redo log的区别
    • 4、事务中的隔离性是如何保证的呢？
    • 5、解释一下MVCC
    • 6、MySQL主从同步原理
    • 7、分库分表

一、MySQL-优化

1、在MySQL中，如何定位慢查询?

  1. 方案一：开源工具

调试工具：Arthas
运维工具：Prometheus 、Skywalking
在这里插入图片描述

  1. 方案二：MySQL自带慢日志

可在MySQL的配置文件（/etc/my.cnf）中配置如下信息:

# 开启MySQL慢日志查询开关
slow_query_log=1

# 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

慢日志文件中记录会记录sql执行时间超过设置时间的sql信息
localhost-slow.log。

  • 其中就包括了sql执行的耗时，以及记录sql语句

在这里插入图片描述

2、SQL语句执行很慢, 如何分析呢？

在这里插入图片描述采用MySQL自带的分析工具 EXPLAIN:

也就是在sql前面加上EXPLAIN

  • 通过key和key_len检查是否命中了索引（索引本身存在是否有失效的情况）
  • 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
  • 通过extra建议判断，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

3、了解过索引吗？（什么是索引）

  1. 索引（index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构(有序)
  2. 提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本（不需要全表扫描）
  3. 通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低了CPU的消耗

4、索引的底层数据结构了解过嘛 ?

在这里插入图片描述

MySQL的InnoDB引擎采用的B+树的数据结构来存储索引

  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
  3. B+树便于扫库和区间查询，叶子节点是一个双向链表

5、什么是聚簇索引什么是非聚簇索引 ?

  • 聚簇索引:

聚簇索引（聚集索引）：数据与索引放到一块，B+树的叶子节点保存了整行数据，有且只有一个

  • 非聚簇索引

非聚簇索引（二级索引）：数据与索引分开存储，B+树的叶子节点保存对应的主键，可以有多个

在这里插入图片描述

6、知道什么是回表查询嘛 ?

要解释回表，就得解释一下聚簇索引和非聚簇索引。

通过二级索引找到对应的主键值，到聚集索引中查找整行数据，这个过程就是回表

在这里插入图片描述
也就是说通过二级索引查到的仅仅是主键的值，索引还要根据查到的主键通过聚簇索引去查询到整条数据的信息。

7、知道什么叫覆盖索引嘛 ?

覆盖索引是指 查询使用了索引，并且需要返回的列，在该索引中已经全部能够找到,

也就是通过索引能直接查询到想要的数据，不需要回表。

例如下面的sql：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 覆盖索引是指查询使用了索引，返回的列，必须在索引中全部能够找到
  • 使用id查询，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 *

8、MYSQL超大分页怎么处理 ?

可以使用覆盖索引+子查询解决

在这里插入图片描述

9、索引创建原则有哪些？

1). 数据量较大，且查询比较频繁的表
2). 常作为查询条件、排序、分组的字段
3). 字段内容区分度高
4). 内容较长，使用前缀索引
5). 尽量联合索引
6). 要控制索引的数量
7). 如果索引列不能存储NULL值，请在创建表时使用NOT NULL约束它

10、什么情况下索引会失效 ?(在联合索引的情况下）

在这里插入图片描述

假设该表使用了如下联合索引：
在这里插入图片描述
name， status， address

  1. 违反最左前缀法则
    在这里插入图片描述

  2. 范围查询右边的列，不能使用索引

在这里插入图片描述

  1. 不要在索引列上进行运算操作， 索引将失效
    在这里插入图片描述

  2. 字符串不加单引号，造成索引失效。(类型转换)
    在这里插入图片描述

  3. 以%开头的Like模糊查询，索引失效
    在这里插入图片描述

11、谈一谈你对sql的优化的经验

1. 表的设计优化

比如设置合适的数值（tinyint int bigint），要根据实际情况选择

比如设置合适的字符串类型（char和varchar）char定长效率高，varchar可变长度，效率稍低

2. 索引优化
3. SQL语句优化

SELECT语句务必指明字段名称（避免直接使用select * ，也是为了能使用覆盖索引，用什么数据就查什么数据）

SQL语句要避免造成索引失效的写法

尽量用union all代替union union会多一次过滤，效率低(数据量多了，执行过滤操作耗时严重）

避免在where子句中对字段进行表达式操作（也就是怕索引失效）

Join优化 能用innerjoin 就不用left join right join，如必须使用 一定要以小表为驱动
内连接会对两个表进行优化，优先把小表放到外边，把大表放到里边。left join 或 right join，不会重新调整顺序

4. 主从复制、读写分离

  • 如果数据库的使用场景读的操作比较多的时候，为了避免写的操作所造成的性能影响 可以采用读写分离的架构。
  • 读写分离解决的是，数据库的写入，影响了查询的效率。

在这里插入图片描述

5. 分库分表

只在数据量非常大的情况才去做

二、事务

1、事务的特性是什么？可以详细说一下吗？

  • 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。（不成功，便成仁）
  • 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。（双方都是一致的状态）
  • 隔离性（Isolation）：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。（不受干扰）
  • 持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。(写进磁盘）

很好的例子就是转账操作在这里插入图片描述

2、并发事务带来哪些问题？怎么解决这些问题呢？MySQL的默认隔离级别是？

2.1. 并发事务问题

脏读：一个事务读到另外一个事务还没有提交的数据。
在这里插入图片描述
不可重复读：一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同，称之为不可重复读。
在这里插入图片描述
幻读：一个事务按照条件查询数据时，没有对应的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在，好像出现了”幻影”。
在这里插入图片描述

2.2. MySQL的默认隔离级别

解决方案：对事务进行隔离
默认采用的隔离机制可重复读(不能解决幻读，但是相比其他的隔离机制，在性能和安全级别算是最优解了）

在这里插入图片描述

3、undo log和redo log的区别

  1. redo log重做日志

记录的是事务提交时数据页的物理修改，是用来实现事务的持久性。

该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲（redo log buffer）以及重做日志文件（redo log file）,前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中, 用于在刷新脏页到磁盘,发生错误时, 进行数据恢复使用。

在这里插入图片描述

  1. undo log 回滚日志

用于记录数据被修改前的信息 , 作用包含两个 : 提供回滚 和 MVCC(多版本并发控制) 。undo log和redo log记录物理日志不一样，它是逻辑日志。

可以认为当delete一条记录时，undo log中会记录一条对应的insert记录，反之亦然，

当update一条记录时，它记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时，就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。

总之：

redo log: 记录的是数据页的物理变化，服务宕机可用来同步数据
undo log ：记录的是逻辑日志，当事务回滚时，通过逆操作恢复原来的数据
redo log保证了事务的持久性，undo log保证了事务的原子性和一致性

4、事务中的隔离性是如何保证的呢？

锁：排他锁（如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁）

mvcc : 多版本并发控制

5、解释一下MVCC

多版本并发控制。
指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突
MVCC的具体实现，主要依赖于数据库记录中的隐式字段、undo log日志、readView。
在这里插入图片描述

  1. 隐藏字段：

trx_id(事务id)，记录每一次操作的事务id，是自增的
roll_pointer(回滚指针)，指向上一个版本的事务版本记录地址

在这里插入图片描述

  1. undo log：回滚日志，存储老版本数据

版本链：多个事务并行操作某一行记录，记录不同事务修改数据的版本，通过roll_pointer指针形成一个链表

在这里插入图片描述

  1. readView:解决的是一个事务查询选择版本的问题

根据readView的匹配规则和当前的一些事务id判断该访问那个版本的数据
不同的隔离级别快照读是不一样的，最终的访问的结果不一样
RC ：每一次执行快照读时生成ReadView
RR：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用

在这里插入图片描述
参考链接：【MySQL】当前读和快照读
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

参考链接：正确的理解MySQL的MVCC及实现原理
MVCC的实现原理

6、MySQL主从同步原理

MySQL主从复制的核心就是二进制日志（BINLOG）

二进制日志（BINLOG）记录了所有的 DDL（数据定义语言）语句和 DML（数据操纵语言）语句，但不包括数据查询（SELECT、SHOW）语句。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
分成三步：

  1. Master 主库在事务提交时，会把数据变更记录在二进制日志文件 Binlog 中。
  2. 从库读取主库的二进制日志文件 Binlog ，写入到从库的中继日志 Relay Log 。
  3. slave重做中继日志中的事件。从而达到主从同步的效果。

7、分库分表

- 什么时候需要分库分表？

1，项目业务数据逐渐增多，或业务发展比较迅速
2，优化已解决不了性能问题（主从读写分离、查询索引…）
3，IO瓶颈（磁盘IO、网络IO）、CPU瓶颈（聚合查询、连接数太多）

分库分表的策略：
在这里插入图片描述
垂直分库：

核心：将业务不同的表拆分到不同的库中
在这里插入图片描述
垂直分表：

冷热数据分离，减少io争抢
在这里插入图片描述
水平分库：
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水平分表：
在这里插入图片描述
分库的时候出现的问题
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**加粗样式**

更新中---------
素材参考：黑马程序员

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