数据库面试题

数据库面试题

Mysql

Q：数据库索引有哪些？有什么作用以及优缺点？

普通索引

alter table table_name add index index_name (column)

MySQL中基本索引类型，没有什么限制，允许在定义索引的列中插入重复值和空值，纯粹为了查询数据更快一点。

唯一索引

alter table table_name add unique (column)

索引列中的值必须是唯一的，但是允许为空值。

主键索引

alter table table_name add primary key (column)

是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。

全文索引

alter table table_name add fulltext (column)

只能在char，varchar，text类型字段上使用全文索引。在一堆文字中，通过其中的某个关键字等，就能找到该字段所属的记录行。

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索引加快数据库的检索速度

索引降低了插入、删除、修改等维护任务的速度

唯一索引可以确保每一行数据的唯一性

Q：什么是存储过程？有哪些优缺点？

存储过程是一个预编译的代码块，执行效率比较高

一个存储过程替代大量T_SQL语句 ，可以降低网络通信量，提高通信速率

可以一定程度上确保数据安全

Q：什么是事务？

事务（Transaction）是并发控制的基本单位。它是一个操作序列，这些操作要么都执行，要么都不执行，它是一个不可分割的工作单位。

它具有ACID四个特性，原子性，一致性，隔离性，持久性

原子性是指一个事务是一个不可分割的工作单位，其中的操作要么都做，要么全部做。

隔离性追求的是并发情形下事务之间不会相互干扰。

持久性事务一旦提交，他对数据库的改变就是永久的。

一致性依赖于应用层,也就是依赖于开发者.这里的一致性是指系统从一个正确的状态,迁移到另一个正确的状态.

Q：说一说三大范式。

属性不可分、主属性依赖、不传递函数依赖。

第一范式：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

第二范式： 满足第一范式，并且R的所有非主属性都完全依赖于R的任一候选关键属性

第三范式：满足第二范式，数据表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖。满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系： 关键字段 → 非关键字段 x → 非关键字段y。

Q: drop、truncate与delete的区别?

drop> truncate >delete

drop删除表结构

drop，truncate是ddl, 操作立即生效, 不走事务.

delete语句是dml,走事务

Drop table Tablename

Truncate table Tablename

Delete from Tablename where xxx

Q: 数据库的乐观锁和悲观锁是什么?

悲观锁：假定会发生并发冲突，屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。（事务）

乐观锁：假设不会发生并发冲突，只在提交操作时检查是否违反数据完整性。（版本号、时间戳）

乐观锁适合读操作多的场景，悲观锁适合写操作多的场景。

Q: 什么是视图？以及视图的使用场景有哪些？

视图是一种虚拟的表，具有和物理表相同的功能。对视图的修改不影响基本表。视图面向对象。视图可以多表联合提供给用户查询。

Q：视图命令

创建:

CREATE VIEW table_Films AS

SELECT MemberId,FirstName, LastName FROM MemberDetails

WHERE MemberId IN

(SELECT MemberId FROM FavCategory WHERE CategoryId IN

(SELECT CategoryId FROM Category WHERE Category = 'Horror' ))

查看：

SELECT *

From table_Films

删除：

DROP VIEW table_Films

Q: DDL、DML、DQL、DCL之间的区别?

用户不能在包括GROUP BY子句的视图上执行任何DML操作

ps:

Q: 什么是级联?

级联删除：当我们没有对键加级联删除的时候，删除主键表中的数据（外键表有引用的数据）时，会报错，不能删除。但如果新建外键的时候设置了级联删除，那么当我们删除主键表的数据时，数据库就会自动帮我们把相关联的外键表数据删除掉。

级联更新：我们修改主键表中和外键表进行关联的字段，如果我们没有设置级联更新，那么会提示不能更新。但是如果设置了级联更新，那么外键表的数据会自动帮我们更新。

如果指定参照完整性的删除规则为"级联"，则当删除父表中的记录时，会自动删除子表中所有相关记录。

Q：事务？

事务具有以下4个属性，简称为ACID。

原子性(Atomicity) ：事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都成功，要么都失败；

一致性(Consistency) ：事务前后，数据库的完整性约束没有被破坏；

如A给B转账，不论转账的事务操作是否成功，其两者的存款总额不变。

隔离性(Isolation) ：多个线程并发访问数据库时，数据库为每一个线程开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离；

持久性(Durability) ：一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

操作(单独开启)：

start transaction; 开启事务

COMMIT;提交事务

ROLLBACK; 事务回滚

**脏读：**事务A、B交替执行，事务A读取到事务B未提交的数据。

**不可重复读：**在事务A范围内，两个相同的查询，读取同一条记录，却返回了不同的数据。

幻读：事务A查询一个范围的结果集，另一个并发事务B往这个范围中插入/删除了数据，并静悄悄地提交，然后事务A再次查询相同的范围，两次读取得到的结果集不一样了。

mysql默认的事务隔离级别为可重复读

MVCC是一种多版本并发控制机制，用于实现隔离。MVCC是通过保存数据在某个时间点的快照来实现该机制。

Q:sql多表查询优化

建立索引。把数据量最大的表放到最外层，建立子表的查询路径。

Q: NOSQL优点

1、模糊查询下，nosql可以提供倒排索引来实现快速搜索，即将记录中的某些列做分词，记录和id的映射关系。

关系型数据库只有后模糊匹配才能使用到索引。

Redis

概要：

redis主从模式，集群模式，持久化，哨兵模式，redis数据类型

Redis 是一个基于内存的高性能key-value数据库。

参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/93515595

1、Redis的数据结构有哪些，以及实现场景?

todo

Redis的数据结构有五种:

**string 😗*存储简单的 key-value 类型，value 不仅可以是 String，也可以是数字。

用得比较多的是string的自减/自增操作。原子性。

Hash : 不能重复集合，分为大key、小key、小key的value.

**List 😗*有序集合，插入list中的值只需key。双端链表实现。应用:消息队列.

**Set 😗*无序不能重复的集合。Redis 集合提供了求交集、并集、差集等操作。

应用:统计商品在一分钟内被多少不同用户浏览过。

Redis 其他功能使用场景:

订阅-发布系统：

你可以设定对某一个 key 值进行消息发布及消息订阅，当一个 key 值上进行了消息发布后，所有订阅它的客户端都会收到相应的消息。

事务：Redis提供非严格的 ACID 的事务，只提供了基本的命令打包执行的功能。

2、说说你对Redis的了解

Redis是一款基于键值对的NoSQL数据库，Redis中拥有string(字符串)，hash(哈希)、list(列表)、set（集合）等多种数据结构，redis将数据写进内存的性能很快，不仅如此，如遇到系统崩溃，内存中的数据不会丢失；redis访问速度快、支持的数据类型丰富，很适合用来储存热点数据、 而且适用业务广。如：分布式锁，消息队列

3、说说缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩的区别

一打一、多打一、多打多

缓存穿透是指大量请求访问一个本身不存在的数据(如id=-1)。

缓存击穿是指一份数据缓存时间到期，大量的访问请求并发访问数据库。

缓存雪崩指的是缓存中数据大批量到过期时间，查询直接访问到数据库。

4、Redis集群模式

主从复制

复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在复制基础上实现高可用的。

主从刚连接时全量同步，后增量同步。slave在任何时候都可以发起全量同步。首先尝试进行增量同步，如不成功则全量同步。

优点：避免单点故障，读写分离，读操作的负载均衡，简单的故障恢复。

缺点：无法自动故障恢复；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。

哨兵模式

复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。

缺点：写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。

哨兵模式的作用:

通过发送命令，让 Redis 服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器；

当哨兵监测到 master 宕机，会自动将 slave 切换成 master ，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机；

我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。

故障切换的过程:

假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行 failover 过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行 failover 操作。切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。这样对于客户端而言，一切都是透明的。

Cluster集群模式

集群模式，实现了 Redis 的分布式存储。

本身没有使用一致性hash算法，而是使用slots插槽。

slots:

图中有整数1～6的图形为一个哈希槽，哈希槽中的数字决定了数据将发送到哪台主Redis服务器进行存储。每台主服务器会配置1台到多台从Redis服务器，从服务器会同步主服务器的数据。

Redis 集群有16384 个哈希槽，每个 key 通过 CRC16 校验后对 16384 取模来决定放置哪个槽。这种结构很容易添加或者删除节点。

在 Redis 的每一个节点上，都有这么两个东西，一个是插槽（slot），它的的取值范围是：0-16383。还有一个就是 cluster，可以理解为是一个集群管理的插件。

集群的特点：

所有的 redis 节点彼此互联(PING-PONG机制)，内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。

节点的 fail 是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。

客户端与 Redis 节点直连，不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点，连接集群中任何一个可用节点即可。

5、Redis过期键删除策略

定时删除

在设置键的过期时间的同时，创建一个定时器，让定时器在键的过期时间来立即执行对键的删除操作。

优点：对内存非常友好

缺点：对CPU时间非常不友好

惰性删除

放任过期键不管，每次从键空间中获取键时，检查该键是否过期，如果过期，就删除该键，如果没有过期，就返回该键。

优点：对CPU时间非常友好

缺点：对内存非常不友好

定期删除

每隔一段时间，程序对数据库进行一次检查，删除里面的过期键，至于要删除哪些数据库的哪些过期键，则由算法决定。

定期删除策略是定时删除策略和惰性删除策略的一种整合折中方案。

6、Redis持久化机制

Redis 的数据全部在内存里，如果突然宕机，数据就会全部丢失，因此必须有一种机制来保证 Redis 的数据不会因为故障而丢失，这种机制就是 Redis 的持久化机制，Redis 的持久化机制有两种:

RDB快照

RDB快照是某个时间点的一次全量数据备份，是二进制文件，在存储上非常紧凑，一般是靠bgsave命令来生成rdb快照。

save命令：会阻塞当前服务器，直到RDB完成为止，如果数据量大的话会造成长时间的阻塞，线上环境一般禁止使用。

bgsave命令：就是background save，执行bgsave命令时Redis主进程会fork一个子进程来完成RDB的过程，完成后自动结束(COW)。Redis主进程阻塞时间只有fork阶段的那一下。相对于save，阻塞时间很短。

优点:

1、RDB文件小，恢复速度快，非常适合定时备份，用于灾难恢复.

缺点:

1、RDB无法做到实时持久化，若在两次bgsave间宕机，则会丢失区间（分钟级）的增量数据，不适用于实时性要求较高的场景

2、RDB的cow机制中，fork子进程属于重量级操作，并且会阻塞redis主进程

3、存在老版本的Redis不兼容新版本RDB格式文件的问题

AOF日志

AOF日志是持续增量的备份，是基于写命令存储的可读的文本文件。AOF日志会在持续运行中持续增大，由于Redis重启过程需要优先加载AOF日志进行指令重放以恢复数据，恢复时间会无比漫长。所以需要定期进行AOF重写，对AOF日志进行瘦身。目前AOF是Redis持久化的主流方式。

优点:

1、AOF只是追加写日志文件，对服务器性能影响较小，速度比RDB要快，消耗的内存较少

缺点:

1、AOF方式生成的日志文件太大，需要不断AOF重写，进行瘦身。即使瘦身，由于文件是文本文件，文件体积较大（相比于RDB的二进制文件）。

2、AOF重演命令式的恢复数据，速度显然比RDB要慢。

Redis 4.0 混合持久化

将 rdb 文件的内容和增量的 AOF 日志文件存在一起。这里的 AOF 日志不再是全量的日志，而是自持久化开始到持久化结束的这段时间发生的增量 AOF 日志，通常这部分 AOF 日志很小。