count(*)、count(1)哪个更快？面试必问：通宵整理的十道经典MySQL必问面试题

江-小北2024-10-20 20:43

一、你是如何理解Count(*)和Count(1)的？

这两个并没有区别，不要觉得 count() 会查出全部字段，而 count(1) 不会。所以 count() 会更慢，你觉得 MySQL 作者会这么做吗？

可以很明确地告诉你们 count() 和 count(1) 是一样的，而正确有区别的是 count(字段)。如果你 count() 的是具体的字段，那么 MySQL 会判断某行记录中对应字段是否为 null，如果为 null 就不会进行统计了。因此 count(字段) 的结果可能会小于 count() 和 count(1)。

另外，直接执行 select (*) from t1; 时，也可以利用到索引的，并不一定是全表扫描，也可以扫描某个索引 B+ 树的叶子节点，从而得到总条数，因为不管是什么索引，主键索引还是辅助索引，实际上它们在叶子节点的数量是一样的，只不过字段数不一样，主键索引存了全部字段，而辅助索引只存了定义的索引字段 + 主键字段，所以通常辅助索引是更占用空间的，因此遍历起来也会更快，但是记录条数是一样的。

二、你是如何理解最左前缀原则的？

这个原则表明，只有在复合索引的左侧部分的列上，条件才能被优化。换句话说，当使用复合索引时，查询的条件应该从索引的最左侧列开始，才能最大化利用索引

我们创建一个简单的示例表，命名为employees，并在其上创建一个复合索引。表结构如下：

sql 复制代码 
CREATE TABLE employees (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(50),
    last_name VARCHAR(50),
    age INT,
    department VARCHAR(50),
    INDEX idx_name_age (last_name, first_name, age)
);

接下来，我们插入一些实例数据

sql 复制代码 
INSERT INTO employees (first_name, last_name, age, department) VALUES
('John', 'Doe', 30, 'HR'),
('Jane', 'Doe', 25, 'IT'),
('Mary', 'Smith', 35, 'Finance'),
('Michael', 'Johnson', 40, 'IT'),
('Emily', 'Davis', 29, 'HR');

符合最左前缀原则的查询SQL

sql 复制代码 
SELECT * FROM employees WHERE last_name = 'Doe' AND first_name = 'Jane' AND age=25;
SELECT * FROM employees WHERE  first_name = 'Jane' AND last_name = 'Doe' AND age=30;
SELECT * FROM employees WHERE  age=30 AND last_name = 'Doe' AND first_name = 'Jane';

对于上面这些查询，MySQL会使用idx_name_age索引，从这能够看出，以上SQL都能走索引，和Where条件顺序没有关系

sql 复制代码 
+----+-------------+-----------+-------+---------------+---------+---------+------+-------+-------------+
| id | select_type | table     | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows  | Extra       |
+----+-------------+-----------+-------+---------------+---------+---------+------+-------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | employees | range | idx_name_age  | idx_name_age | 100     | NULL |     2 | Using where |
+----+-------------+-----------+-------+---------------+---------+---------+------+-------+-------------+

在这个执行计划中，我们看到type是range，说明MySQL正在使用idx_name_age索引，并且只检查了大约2行数据。

那如果把last_name去掉呢？

不符合最左前缀原则的查询

sql 复制代码 
SELECT * FROM employees WHERE first_name = 'Jane' AND age = 25;

对于这个查询，MySQL不会使用复合索引idx_name_age，因为它没有从最左侧的列last_name开始。

通过Explain执行计划，查看索引执行情况

sql 复制代码 
+----+-------------+-----------+-------+---------------+------+---------+------+-------+-------------+
| id | select_type | table     | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows  | Extra       |
+----+-------------+-----------+-------+---------------+------+---------+------+-------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | employees | ALL   | NULL          | NULL | NULL    | NULL |     5 | Using where |
+----+-------------+-----------+-------+---------------+------+---------+------+-------+-------------+

在这个执行计划中，我们看到type是ALL，这意味着MySQL没有使用任何索引，而是进行了全表扫描，这样效率较低。

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总结

从这可以看出，所谓的最左前缀原则的"最左"，并不是指where条件中的last_name一定要在最左边，而是指where条件中一定要给出定义联合索引的最左边字段，比如我们定义"last_name, first_name, age"联合索引的SQL为：

sql 复制代码 
INDEX idx_name_age (last_name, first_name, age)

其中last_name字段是最左边的字段，因此如果想要走idx_name_age索引，那么SQL一定要给出last_name字段的条件，这才是"最左"的意思。

三、你是如何理解行锁、GAP锁、临健锁的？

1、行数

行锁是对具体数据行的锁定，允许多个事务并发操作不同行，只有在同一行上进行写入时才会阻塞其他事务

假设我们有如下表结构和数据：

sql 复制代码 
CREATE TABLE employees (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(50),
    last_name VARCHAR(50),
    age INT,
    department VARCHAR(50)
);

如果事务A更新了某个特定员工的信息：

sql 复制代码 
-- 事务A
START TRANSACTION;
UPDATE employees SET age = 31 WHERE last_name = 'Doe';

在这个过程中，行锁会被加在last_name = 'Doe'所对应的行上（即John和Jane）。如果此时事务B尝试更新同一行：

sql 复制代码 
-- 事务B
START TRANSACTION;
UPDATE employees SET age = 29 WHERE last_name = 'Doe';

事务B会被阻塞，直到事务A提交或回滚,因为事务A、事务B加的都是排它锁，也叫悲观锁。这样行锁确保了数据的一致性。

GAP锁

行锁锁的是某一行，而GAP锁锁的是行前面的间隙，注意只是行前面的间隙，你可能会问那表的最后一行前后都有间隙啊，最后一行后面的间隙不锁吗？

当然会锁了，只不，过是交给了一个叫做PAGE_NEW_SUPREMUM的记录来说，你可以理解为PAGE_NEW_SUPREMUM记录是InnoDB默认的，它固定作为最后一条记录，因此只要锁住PAGE_NEW_SUPREMUM前面的间隙，就相当于锁住了我们所理解的最后一行后面的间隙。

临健锁（Next-Key Lock）

临界锁是行锁和GAP锁的结合，锁定具体的数据行以及行之间的空隙。它用于确保在一个范围内的查询中，不仅防止了幻读，还能保护行数据

继续使用之前的例子，假设我们执行了如下操作:

sql 复制代码 
-- 事务D
START TRANSACTION;
SELECT * FROM employees WHERE last_name >= 'D' FOR UPDATE;

在此查询中，MySQL会对所有last_name为'D'及其后的行加上行锁，同时对'D'之前的空隙加上GAP锁，这样可以防止在该范围内插入新的行。

四、你是如何理解MVCC的？

OCR识别结果出现了一些错误和混乱，导致内容不够清晰。虽然识别不是很理想，但我将根据我的理解和相关知识，概述该图片可能传达的内容。

如何理解MVCC？

所谓MVCC就是多版本并发控制，MySQL为了实现可重复读这个隔离级别，而且为了不采用锁机制来实现可重复读，所以采用MVCC机制来实现。

主要概念

  1. ReadView（读取视图）：

    • 当一个事务开始时，MVCC会创建一个ReadView，该视图记录了当前可见的所有版本，包括哪些事务是活跃的，哪些事务已经提交。

  2. 事务ID：

    • 每个事务都有一个唯一的事务ID。在ReadView中，会记录当前事务的ID、最小事务ID和最大事务ID。

  3. 可见性规则：

    • 如果一个事务的ID ：
      1. 大于ReadView中的最大事务ID：这个事务的更改对当前事务不可见。
      2. 属于ReadView中的活跃事务：则该事务的更改不可见，因为该事务还在进行中。
      3. 小于ReadView中的最小事务ID：该事务的更改是可见的，因为它已经提交。

MVCC的工作流程

  • 创建 ReadView：

    • 当事务开始时，MVCC会生成一个ReadView。它会包含当前事务的ID、活跃事务的ID以及最大和最小事务ID。

  • 读取数据：

    • 当事务读取数据时，它将参考ReadView中的信息，以确定哪些版本的数据是可见的。

  • 更新数据：

    • 当事务更新数据时，MVCC不会直接覆盖原有的数据，而是创建一个新的版本。只有在所有引用该数据的事务完成后，才会清理旧版本。

总结

MVCC允许多个事务在不干扰彼此的情况下同时进行操作，这极大地提高了数据库的并发性能。通过维护数据的多个版本，MVCC保证了数据的一致性和隔离性，同时减少了锁的竞争。

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五、你是如何理解Online DDL的？

Online DDL 是指在不影响数据库服务的情况下，修改数据库表的结构。通俗点说，就是我们可以在数据库正常运作的同时，对表进行调整，比如新增列、修改字段类型、添加索引等，而不需要停机维护。

般的DDL操作，比如新增一个字段，会有以下几个步骤

1. 解析与检查

MySQL 首先会对 DDL 语句进行解析，确保语法正确。例如：

sql 复制代码 
ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT;

MySQL 会检查表 users 是否存在，新增的 age 字段是否与已有的字段冲突（比如字段名重复），数据类型是否支持等。

2. 表的元数据锁（metadata lock）

在进行任何表结构变更之前，MySQL 会对表加一个元数据锁（MDL）。元数据锁的作用是防止在变更结构的同时，其他 DDL 操作对表进行修改，保证表结构一致性。

类比：元数据锁就像在超市里装货架时，防止其他人也来同时更改货架位置，避免混乱。

3. 创建临时表

当我们执行 ALTER TABLE 语句时，MySQL 会创建一个临时表。这个临时表是现有表的一个复制品，并且会按照我们的要求增加新的字段。

临时表的步骤：

  1. 复制原表结构 ：MySQL 会复制原表的结构到一个临时表中，并加上我们新增的字段，比如 age。
  2. 复制数据：MySQL 将原表中的所有数据行逐行复制到临时表中，同时为每一行填充新增加字段的默认值（如果有）。

类比：这就像超市货架升级时，先在仓库里搭建一个新的货架模型，放置相同的商品，同时增加新的商品存放区。

4. 切换表

当 MySQL 完成了数据复制后，它会将原表和临时表进行替换。此时，临时表变成了正式的表，包含了新字段。

  • 在这个过程中，所有的 DML（增删改查）操作都会暂时被挂起，直到替换完成。这段时间很短暂，对服务的影响非常小。

类比：就像仓库里的新货架搭建好后，把它搬进超市，同时替换掉旧货架。顾客几乎不会察觉到这个过程。

5. 删除旧表

原始的表被新表替换后，MySQL 会自动删除旧表的元数据，释放空间。这一步在后台完成，不影响数据库的正常操作。

6. 释放锁

当所有操作完成后，MySQL 会释放元数据锁，允许其他 DDL 或 DML 操作继续进行。

总结：

  1. 解析语句并检查合法性。
  2. 对表加元数据锁（防止冲突的结构变更）。
  3. 创建临时表，并将数据从旧表复制到临时表。
  4. 替换旧表，删除旧表的元数据。
  5. 释放锁。

注意 ：这种方法在不使用 Online DDL 的情况下，可能导致大量的数据复制操作，进而对性能有影响，尤其是表数据量较大时。

六、你知道哪些情况下会导致索引失效

在 MySQL 中，索引是提高查询效率的关键工具，但有时可能会遇到索引失效的情况，导致查询性能大幅下降。这种情况通常与查询语句的写法、数据类型的选择以及数据库的优化机制有关。下面是几种常见会导致索引失效的场景：

1. 使用 LIKE 时通配符放在前面

如果在 LIKE 语句中，通配符 % 放在字符串的开头，会导致索引失效。因为在这种情况下，MySQL 无法通过索引快速定位到符合条件的记录，而需要扫描所有记录。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE name LIKE '%abc';  -- 索引失效

这种写法会使得 MySQL 扫描全表，而如果写成 LIKE 'abc%'，索引仍然有效。

类比：这就像你在一大堆文件中查找名字以"abc"开头的文件名，你可以直接找到相应的部分，但如果是查找名字包含"abc"的文件，你就得看每个文件名。

2. 数据类型不一致

当查询条件中的字段类型与索引字段的类型不一致时，MySQL 可能不会使用索引。它会先对数据进行类型转换，而类型转换会导致无法高效利用索引。

示例：

假设 id 是一个整型字段：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE id = '123';  -- 索引失效

这里的 '123' 是字符串，MySQL 会进行隐式转换，因此索引失效。

3. 对索引字段使用函数

如果在查询中对索引字段使用了函数或运算操作，MySQL 不能通过索引来查询，导致索引失效。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE YEAR(created_at) = 2023;  -- 索引失效

这里 YEAR(created_at) 是对 created_at 字段进行了函数操作，因此 MySQL 无法直接使用索引进行查找。

类比：这就像你想按某种规律排列的列表中查找内容，但你需要先改变它的形式才能找到，导致效率下降。

4. 使用 OR 关键字

当 OR 条件中的某一列没有索引时，整个查询的索引都会失效。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE id = 1 OR name = 'Alice';  -- 索引失效

假设 id 列有索引，而 name 列没有索引，那么这个查询就不能利用索引，MySQL 需要进行全表扫描。

优化方式 ：为 name 字段单独建立索引，或者改写查询逻辑，避免 OR 导致的索引失效。

5. 不等条件 (!= 或 <>)

使用不等于操作符（!= 或 <>）时，MySQL 不能有效使用索引，会导致全表扫描。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE age != 30;  -- 索引失效

这类查询通常会导致索引失效，因为 MySQL 无法通过索引定位所有满足 != 的记录。

6. 范围查询 (>, <, BETWEEN) 后的列

在复合索引（即多列索引）中，当第一个字段使用了范围查询时，后续的字段的索引可能会失效。

示例：

假设我们有一个复合索引 (age, name)，如下查询：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE age > 30 AND name = 'Alice';  -- `name` 索引失效

在这种情况下，由于 age 使用了范围查询，name 列的索引将失效，MySQL 无法通过复合索引直接查找。

7. 索引列前加上 IS NULL 或 IS NOT NULL

对于索引列使用 IS NULL 或 IS NOT NULL，有时 MySQL 可能不会利用索引，尤其是在大量数据存在 NULL 值的情况下，MySQL 会认为索引的使用不划算。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE name IS NOT NULL;  -- 可能索引失效

8. 查询条件中使用 NOT IN 或 NOT EXISTS

使用 NOT IN 或 NOT EXISTS 也可能会导致 MySQL 不使用索引，从而引发全表扫描。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE id NOT IN (1, 2, 3);  -- 索引失效

9. 表中的数据量很小

当表中的数据量很小，MySQL 可能认为全表扫描比使用索引更高效。在这种情况下，MySQL 会选择直接扫描而不是通过索引查找。

类比：如果你只有几个文件需要查找，花时间先创建目录索引反而不划算，直接扫描全部文件更快。

10. MySQL 优化器选择不使用索引

有时，即便索引可用，MySQL 的查询优化器可能会根据表的统计信息和成本估算，认为全表扫描比使用索引更快，从而放弃索引。

总结：

索引失效通常与查询语句的写法、数据类型、函数使用、以及 MySQL 查询优化器的决策有关。为了避免索引失效，需要尽量避免上述常见的情况，如：

  • 在 LIKE 查询中避免通配符 % 开头
  • 保持数据类型一致
  • 尽量不对索引列使用函数或运算操作
  • 合理规划复合索引中的查询顺序

七、你是如何理解MySQL的filesort的？

通俗的理解，可以把 filesort 理解为数据库的"备用排序方式"。当查询中的 ORDER BY 语句无法利用索引中的排序顺序时，MySQL 就会启用 filesort 来手动排序结果。

什么时候会触发 filesort？

MySQL 会在某些情况下使用 filesort，比如：

  1. 没有合适的索引 ：

    当查询中的 ORDER BY 字段没有索引，MySQL 无法利用索引顺序，只能借助 filesort 来进行排序。

    示例：

    sql 复制代码 
    SELECT * FROM users ORDER BY age;

    假设 users 表中没有 age 字段的索引，这时候 MySQL 会进行 filesort。

  2. 多列排序，但索引不匹配 ：

    当我们对多个列进行排序，而这些列没有被索引覆盖或索引顺序与排序要求不符时，filesort 也会被触发。

    示例：

    sql 复制代码 
    SELECT * FROM users ORDER BY age, name;

    假设表上只有 age 的索引，但没有 (age, name) 的复合索引，那么 MySQL 会使用 filesort。

  3. 组合查询或函数操作导致索引失效 ：

    当查询中对字段进行计算或函数操作时，即便这些字段有索引，也无法直接利用索引进行排序。

    示例：

    sql 复制代码 
    SELECT * FROM users ORDER BY LENGTH(name);

    LENGTH(name) 是一个函数操作，MySQL 需要手动排序，因此会使用 filesort。

filesort 的工作方式：

filesort 实际上有两种实现方式，取决于 MySQL 的版本和配置：

  1. 单行数据排序 （Older Versions）：MySQL 会把查询结果的所有行都放入一个缓冲区，然后根据 ORDER BY 字段逐行比较并排序。这种方式效率相对较低，因为要处理的数据量很大。

  2. 两次扫描排序 （Optimized Versions）：在较新的 MySQL 版本中，filesort 会进行优化，只会在第一次扫描时收集需要排序的字段和 ROW_ID，然后通过排序后的 ROW_ID 再去读取整行数据。这种方式减少了排序的数据量，提高了性能。

filesort 性能的影响：

filesort 并不是说每次都会涉及磁盘操作，它有可能在内存中完成，但当数据量较大时，内存不足以完成排序，就可能将数据写入磁盘进行排序，这样会影响性能。

MySQL 有两个重要的参数控制 filesort 行为：

  1. sort_buffer_size：这是 MySQL 用来在内存中排序的缓冲区大小。如果排序的数据能放进这个缓冲区，排序就会在内存中完成；否则，MySQL 会将部分数据写入磁盘，从而影响性能。

  2. max_length_for_sort_data ：控制 MySQL 采用哪种 filesort 方法（单行排序或两次扫描排序）。对于较短的数据，MySQL 更可能选择效率较高的两次扫描排序方式。

如何避免或优化 filesort？

  1. 使用合适的索引 ：

    最直接的办法就是为查询中的排序字段创建索引。尤其是在有 ORDER BY 子句时，确保创建了复合索引可以有效避免 filesort。

    示例：

    sql 复制代码 
    CREATE INDEX idx_age_name ON users (age, name);

  2. 增加 sort_buffer_size ：

    如果无法避免 filesort，可以通过增加 sort_buffer_size 的大小，确保更多数据可以在内存中排序，减少磁盘 I/O。

  3. 减少排序的数据量 ：

    使用 LIMIT 来限制查询结果集的大小，可以减少需要排序的数据量，从而减小 filesort 的开销。

    示例：

    sql 复制代码 
    SELECT * FROM users ORDER BY age LIMIT 100;

  4. 尽量避免对排序字段使用函数 ：

    在 ORDER BY 中，尽量不要对排序字段进行函数运算或表达式操作，这样可以增加 MySQL 使用索引的可能性。

总结：

filesort 是 MySQL 中的一种排序机制，当查询结果无法通过索引顺序排序时，MySQL 就会启用 filesort 进行手动排序。虽然名字中有"file"，但排序未必一定涉及磁盘操作，内存中的排序也是常见的。filesort 是 MySQL 的备用排序方式，尽管有时不可避免，但我们可以通过创建索引、调整缓冲区大小等方式来优化它的性能。

八、你知道哪些情况下会锁表吗？

一、常见的锁表情况

1. DDL 操作（数据定义语言）

当执行一些结构性变更的操作（例如 ALTER TABLE、CREATE TABLE、DROP TABLE）时，MySQL 会锁住整个表，防止其他线程对该表进行操作。这种锁是元数据锁（Metadata Lock），用来保证表结构的变更不会与其他并发操作发生冲突。

示例：

sql 复制代码 
ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT;

此操作会锁表，其他对 users 表的操作会被阻塞，直到变更完成。

2. 全表扫描的 UPDATE 或 DELETE 操作

当你执行一个 UPDATE 或 DELETE 操作且未使用索引时，MySQL 可能会锁住整个表进行更新或删除，因为它必须扫描所有行。

示例：

sql 复制代码 
UPDATE users SET age = 30 WHERE name LIKE '%John%';  -- 如果没有索引，可能锁表

由于 LIKE '%John%' 无法利用索引，MySQL 需要全表扫描，并对整个表加锁。

3. 事务中的写操作（INSERT、UPDATE、DELETE）

在 InnoDB 存储引擎中，写操作会对数据行加上行锁 （Row Lock）。但是在某些情况下（如没有索引的情况下），MySQL 可能会退化为表锁（Table Lock）。即使是行锁，在长事务未提交或回滚的情况下，也可能阻塞其他事务，从而产生间接的锁表现象。

示例：

sql 复制代码 
BEGIN;
UPDATE orders SET status = 'shipped' WHERE order_id = 1234;  -- 行锁，但可能锁表
COMMIT;

如果该事务运行了很长时间，并且其他操作也需要访问 orders 表中的记录，可能会导致等待。

4. LOCK TABLES 显式加锁

MySQL 支持使用 LOCK TABLES 命令显式地对表加锁，分为读锁（READ LOCK） 和写锁（WRITE LOCK）。在写锁期间，其他线程不能对该表进行任何读或写操作；在读锁期间，其他线程只能读表，而不能写表。

示例：

sql 复制代码 
LOCK TABLES users WRITE;  -- 对 `users` 表加写锁

此时，其他线程对 users 表的任何读写操作都会被阻塞，直到锁被释放。

5. 大批量插入数据

当你使用某些批量插入语句（如 INSERT INTO ... SELECT ... 或 INSERT IGNORE）插入大量数据时，如果没有恰当的索引，MySQL 可能会锁表，尤其是在 MyISAM 存储引擎中。

示例：

sql 复制代码 
INSERT INTO new_users SELECT * FROM users WHERE created_at > '2023-01-01';  -- 可能锁表

如果 created_at 没有索引，MySQL 需要锁表来完成整个插入操作。

6. 外键约束检查

在 InnoDB 中，当插入或删除涉及到外键约束的数据时，MySQL 可能会锁住父表或子表，确保数据的完整性。虽然 InnoDB 大多情况下会使用行锁，但在某些复杂的情况下，比如没有合适的索引，可能会导致表锁。

示例：

sql 复制代码 
DELETE FROM orders WHERE order_id = 100;  -- 触发外键约束检查，可能锁住 `customers` 表

如果 orders 表有外键关联到 customers 表，且没有合适的索引，可能会锁住 customers 表。

7. MyISAM 存储引擎的读写操作

在 MyISAM 存储引擎中，写操作会锁住整个表，即使只修改了一行。读操作之间不会互相阻塞，但读写操作之间会发生阻塞。因此，MyISAM 表在处理高并发写操作时可能会频繁锁表。

示例：

sql 复制代码 
INSERT INTO myisam_table (name, age) VALUES ('John', 30);  -- 写锁锁住整个表

如果有大量的写操作，表会频繁被锁住，影响并发性能。

二、如何避免锁表？

锁表会影响数据库的并发性和性能，因此我们通常需要尽量避免。这里有一些方法可以减少锁表的发生：

1. 使用合适的存储引擎

尽量使用 InnoDB 存储引擎，它支持行级锁 ，可以在绝大多数情况下避免锁表。相比之下，MyISAM 使用的是表级锁，在并发读写场景下性能较差。

2. 创建合适的索引

通过为查询条件中的列创建适当的索引，避免全表扫描。例如，如果你经常根据 name 字段进行查询和更新，应该为 name 字段创建索引：

sql 复制代码 
CREATE INDEX idx_name ON users (name);

索引可以有效减少锁表的可能性。

3. 减少长事务

长时间未提交的事务会持有锁，从而阻塞其他查询。因此，尽量缩短事务的执行时间，确保在事务中尽快完成操作并提交。

4. 使用 OPTIMIZE 和 ANALYZE 慎重

这些命令会锁住表的元数据，阻止并发的读写操作。运行这些命令时应避免高并发时间段。

5. 分批次操作

如果需要执行大量的 UPDATE 或 DELETE，可以将操作分批执行，以减少每次操作涉及的数据量，避免长时间锁表。

示例：

sql 复制代码 
DELETE FROM users WHERE created_at < '2022-01-01' LIMIT 1000;  -- 分批删除

6. 避免显式表锁

尽量避免使用 LOCK TABLES 进行显式加锁操作，尤其是在高并发场景下。InnoDB 的事务机制和行级锁已经足够应对大多数并发问题。

九、你是如何理解MySQL中的死锁机制的？

在 MySQL 中，死锁（Deadlock）是指两个或多个事务互相等待对方持有的锁，导致它们都无法继续执行。这是一种常见的并发问题，尤其是在高并发情况下，事务在访问相同的数据资源时容易产生死锁。

通俗理解：

可以把死锁类比为两个人走在一条窄路上，他们都需要对方让路才能继续前进。A 挡住了 B 的路，B 又挡住了 A 的路，谁也不肯退让，结果两个人都卡住了。这在数据库中表现为事务 A 等待事务 B 释放资源，而事务 B 同时也在等待事务 A 释放资源，最终两个事务都无法继续。

死锁的产生过程：

  1. 事务 A 获取资源 X 的锁。
  2. 事务 B 获取资源 Y 的锁。
  3. 事务 A 尝试获取资源 Y 的锁，但资源 Y 被事务 B 锁住，于是事务 A 进入等待状态。
  4. 事务 B 尝试获取资源 X 的锁，但资源 X 已经被事务 A 锁住，事务 B 也进入等待状态。
  5. 结果是：事务 A 等待 B，事务 B 等待 A，形成一个循环等待，产生死锁。

MySQL 中的死锁机制：

MySQL 使用的存储引擎 InnoDB 提供了行级锁，这虽然减少了锁冲突的概率，但也更容易导致死锁。InnoDB 遇到死锁时，会主动检测并解决这个问题，通过回滚其中一个事务来打破僵局。

死锁的处理方式：

在 MySQL 中，当 InnoDB 检测到死锁时，它会选择回滚代价最小的事务，通常是回滚锁定较少资源的事务。然后，它会向客户端返回一个错误消息，类似于：

ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

当一个事务被回滚后，另一个事务可以继续执行，解决了死锁问题。

如何避免死锁？

尽管 MySQL 能自动检测并处理死锁，但频繁出现死锁会影响系统性能，因此尽量避免死锁是很有必要的。以下是一些常见的避免死锁的方法：

1. 固定锁的顺序

确保所有事务在访问多张表或多条记录时，遵循相同的顺序锁定资源。这样可以避免不同事务间出现交叉锁定，减少死锁的可能性。

示例：

所有事务在更新 users 表和 orders 表时，都先锁住 users 表，再锁住 orders 表，避免死锁。

2. 减少锁定范围

尽量减少每个事务锁定的范围和时间，避免长时间占用锁。例如，尽量缩短事务的执行时间，减少不必要的查询。

示例：

sql 复制代码 
BEGIN;
UPDATE users SET age = age + 1 WHERE id = 1;
COMMIT;

尽量避免在一个事务内进行过多的操作或等待用户输入。

3. 使用合适的索引

在查询时尽量使用索引来减少锁定的行数，特别是在 UPDATE 和 DELETE 操作时，合适的索引可以减少锁定的行数，从而降低死锁的风险。

示例：

为 user_id 创建索引：

sql 复制代码 
CREATE INDEX idx_user_id ON orders (user_id);

4. 减少并发量

控制数据库的并发访问量，如果可能的话，避免在高并发情况下进行大批量数据操作。高并发访问会增加死锁的概率。

5. 合理设置事务隔离级别

使用合适的事务隔离级别可以减少锁定冲突。InnoDB 支持多种事务隔离级别，最常见的是 REPEATABLE READ 和 READ COMMITTED 。其中，READ COMMITTED 隔离级别可以减少锁争用的情况，从而降低死锁发生的概率。

示例：

sql 复制代码 
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

6. 通过批量操作减少锁定的时间

如果需要对大量数据进行更新或删除操作，可以考虑分批处理，减少每次事务锁定的行数，从而降低死锁风险。

示例：

sql 复制代码 
DELETE FROM orders WHERE order_date < '2023-01-01' LIMIT 1000;

使用 LIMIT 分批删除旧数据。

如何检测死锁？

当死锁发生时，InnoDB 会在错误日志中记录下死锁信息，包含了死锁的相关信息以及导致死锁的事务和查询。可以通过以下 SQL 语句获取死锁信息：

sql 复制代码 
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

这条命令会显示 InnoDB 的状态信息，其中包含最近一次死锁的详细信息，包括参与死锁的事务和锁的等待情况。

十、你是如何优化慢查询的？

慢查询的优化步骤和方法：

1. 分析慢查询日志

首先，确保慢查询日志（Slow Query Log）已开启，这是 MySQL 用来记录执行时间超过指定阈值的查询。你可以通过分析这些日志，找出系统中耗时最长的查询。

启用慢查询日志：

sql 复制代码 
SET GLOBAL slow_query_log = 'ON';
SET GLOBAL long_query_time = 1;  -- 设置慢查询阈值为 1 秒

之后，你可以查看慢查询日志来了解哪些查询执行时间过长，并从这些查询中入手进行优化。

2. 使用 EXPLAIN 分析查询执行计划

使用 EXPLAIN 命令可以帮助你了解 MySQL 如何执行查询，它会提供信息如：查询是否使用了索引、扫描了多少行、排序方式等。你可以通过查看执行计划，发现查询中的性能瓶颈。

示例：

sql 复制代码 
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE name = 'John';

执行结果会显示查询的类型（如 ALL、INDEX、RANGE 等），表明 MySQL 是否使用了全表扫描（ALL）或者索引（INDEX）。如果看到 ALL 表示全表扫描，这通常是需要优化的信号。

如何解读一些常见的结果：

  • type : ALL 表示全表扫描，需要优化；range、ref 或 const 表示使用了索引，性能较好。
  • rows: 表示 MySQL 预计扫描的行数，越少越好。扫描的行数越多，查询的开销越大。
  • key : 显示 MySQL 使用了哪个索引，如果显示为 NULL，表示没有使用索引。

3. 创建和优化索引

索引是 MySQL 优化慢查询的最常见手段之一。适当的索引可以显著减少查询的扫描行数，提升查询速度。

常见的索引优化策略：

  • 单列索引 ：对查询中常用的过滤条件或 WHERE 子句中的字段创建索引。
  • 复合索引 ：对涉及多个条件的查询，创建复合索引。例如，SELECT * FROM users WHERE age = 30 AND status = 'active';，可以为 (age, status) 创建一个复合索引。

示例：

sql 复制代码 
CREATE INDEX idx_name ON users (name);
CREATE INDEX idx_age_status ON users (age, status);
  • 覆盖索引：如果索引包含查询所需的所有字段，MySQL 可以直接从索引中读取数据，而无需访问表本身。这样能减少 I/O 操作，大幅提升查询效率。

示例：

sql 复制代码 
SELECT name FROM users WHERE age = 30;  -- 如果 name 和 age 都在索引中，MySQL 可以只查索引
  • 避免索引失效 ：确保查询条件能够正确利用索引。例如：
    • 避免对索引字段使用函数或表达式，如 WHERE UPPER(name) = 'JOHN' 会导致索引失效。
    • 使用精确匹配，尽量避免 LIKE '%abc' 这种通配符前缀的查询。

4. 优化查询语句

改进查询语句的写法可以大幅提升性能。以下是几种常见的优化建议：

  • 选择合适的数据类型 ：尽量使用合适的数据类型，避免使用过大的字段长度。比如，用 INT 存储年龄，而不是用 VARCHAR。
  • 减少查询的返回结果 ：避免 SELECT *，只查询需要的字段。返回的数据越少，查询速度越快。

示例：

sql 复制代码 
SELECT id, name FROM users WHERE age = 30;  -- 避免 SELECT *，只取所需的字段

  • 分解复杂查询 ：将复杂的查询拆分为多个小查询，有时能提升性能，尤其是在涉及多个关联表时。例如，把一个包含多个 JOIN 的复杂查询，拆分成多次查询缓存中间结果。

  • 使用 LIMIT 优化分页 ：在大表的分页查询中，避免扫描大量数据。可以通过主键或者索引结合 LIMIT 优化。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM users WHERE id > 1000 LIMIT 10;  -- 基于索引的分页

5. 优化 JOIN 操作

JOIN 操作在多表查询中常见，但它们容易导致性能问题，特别是当表很大时。优化 JOIN 时的注意事项：

  • 确保连接条件字段有索引 ：对于 JOIN 中使用的字段，确保它们有合适的索引。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM orders o JOIN users u ON o.user_id = u.id WHERE u.status = 'active';

在这种情况下，user_id 和 id 应该分别在 orders 和 users 表上有索引。

  • 尽量减少关联表的数据量 ：通过先筛选出需要的数据，再进行 JOIN 操作。例如，将筛选条件放在子查询中，减少需要关联的行数。

示例：

sql 复制代码 
SELECT * FROM (SELECT id FROM users WHERE status = 'active') u JOIN orders o ON o.user_id = u.id;

6. 调整 MySQL 配置参数

MySQL 的一些配置参数直接影响查询性能，特别是在高并发、大数据量场景下。以下是一些常见的优化参数：

  • innodb_buffer_pool_size：这是 InnoDB 的缓冲池大小，决定了 MySQL 可以用多少内存来缓存数据页。这个值通常设置为系统内存的 70%-80%，以便尽可能减少磁盘 I/O。

  • query_cache_size：如果系统中大量的查询结果是相同的，可以启用查询缓存，以减少重复查询的开销。需要注意的是，MySQL 8.0 中查询缓存被弃用，因为它对高并发场景可能带来性能瓶颈。

  • tmp_table_size 和 max_heap_table_size ：这些参数决定了临时表可以在内存中使用的最大大小，增大这些参数的值，可以避免频繁将临时表写入磁盘，从而提高排序和 GROUP BY 查询的效率。

7. 使用分区表

如果你的表非常大，可以考虑使用分区表来优化查询性能。分区表将数据分成多个更小的物理子表，MySQL 可以根据查询条件直接定位到某个分区，从而减少扫描的数据量。

示例：

sql 复制代码 
CREATE TABLE orders (
    order_id INT,
    order_date DATE,
    user_id INT,
    ...
) PARTITION BY RANGE (YEAR(order_date)) (
    PARTITION p0 VALUES LESS THAN (2010),
    PARTITION p1 VALUES LESS THAN (2015),
    PARTITION p2 VALUES LESS THAN (2020),
    PARTITION p3 VALUES LESS THAN MAXVALUE
);

8. 避免死锁和长事务

如果某个慢查询是由于事务冲突或死锁造成的，应该尽量避免长事务或频繁锁表。通过控制事务范围、使用合适的隔离级别、避免大批量写操作等方式，减少锁等待和死锁的发生，从而加快查询速度。

9. 缓存

除了使用 MySQL 自身的查询缓存，你还可以使用应用层的缓存机制（如 Redis、Memcached），将频繁访问的数据缓存到内存中，减少数据库的访问频率。

示例：

python 复制代码 
# 在应用层缓存 MySQL 查询结果
cache.set('users:active', active_users, timeout=60*5)  # 缓存 5 分钟

总结：

  • 分析慢查询日志 和使用 EXPLAIN 了解执行计划是优化慢查询的第一步。
  • 创建合适的索引可以显著提高查询速度，尤其是在大表中。
  • 优化查询语句和 JOIN 操作，尽量减少扫描的行数，并尽量使用索引覆盖查询。
  • 通过调整MySQL 配置参数，提升系统对内存和资源的利用率。
  • 在大表上使用分区表，并通过缓存减少对数据库的压力

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