MySQL 知识点

转载于：MySQL高级知识点和面试

思维导图

Process 思维导图链接

基础架构

简单说下MySQL 基础架构?

下图是 MySQL 的一个简要架构图，从下图你可以很清晰的看到客户端的一条 SQL 语句在 MySQL 内部是如何执行的。

从上图可以看出， MySQL 主要由下面几部分构成：

• 连接器： 身份认证和权限相关(登录 MySQL 的时候)。
• 查询缓存： 执行查询语句的时候，会先查询缓存（MySQL 8.0 版本后移除，因为这个功能不太实用）。
• 分析器： 没有命中缓存的话，SQL 语句就会经过分析器，分析器说白了就是要先看你的 SQL 语句要干嘛，再检查你的 SQL 语句语法是否正确。
• 优化器： 按照 MySQL 认为最优的方案去执行。
• 执行器： 执行语句，然后从存储引擎返回数据。 执行语句之前会先判断是否有权限，如果没有权限的话，就会报错。
• 插件式存储引擎 ： 主要负责数据的存储和读取，采用的是插件式架构，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多种存储引擎。

---

存储引擎

简述在MySQL数据库中MyISAM和InnoDB的区别

1.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。

也就说，MyISAM 一锁就是锁住了整张表，这在并发写的情况下性能差。这也是为什么 InnoDB 在并发写的时候，性能好。

2.是否支持事务

MyISAM 不提供事务支持。

InnoDB 提供事务支持，实现了 SQL 标准定义了四个隔离级别，具有提交(commit)和回滚(rollback)事务的能力。并且，InnoDB 默认使用的 REPEATABLE-READ（可重读）隔离级别是可以解决幻读问题发生的（基于 MVCC 和 Next-Key Lock）。

3.是否支持外键

MyISAM 不支持，而 InnoDB 支持。

外键对于维护数据一致性非常有帮助，但是对性能有一定的损耗。因此，通常情况下，我们是不建议在实际生产项目中使用外键的，在业务代码中进行约束即可！

4.是否支持数据库异常崩溃后的安全恢复

MyISAM 不支持，而 InnoDB 支持。

使用 InnoDB 的数据库在异常崩溃后，数据库重新启动的时候会保证数据库恢复到崩溃前的状态。这个恢复的过程依赖于 redo log 。

5.是否支持 MVCC

MyISAM 不支持，而 InnoDB 支持。

讲真，这个对比有点废话，毕竟 MyISAM 连行级锁都不支持。MVCC 可以看作是行级锁的一个升级，可以有效减少加锁操作，提高性能。

6.索引实现不一样。

虽然 MyISAM 引擎和 InnoDB 引擎都是使用 B+Tree 作为索引结构，但是两者的实现方式不太一样。

InnoDB 引擎中，其数据文件本身就是索引文件。相比 MyISAM，索引文件和数据文件是分离的，其表数据文件本身就是按 B+Tree 组织的一个索引结构，树的叶节点 data 域保存了完整的数据记录。

---

为什么InnoDB表必须有主键，并且推荐使用证型的自增主键？

InnoDB引擎使用聚集索引，数据记录本身被存于主索引（一颗B+Tree）的叶子节点上。这就要求同一个叶子节点内（大小为一个内存页或磁盘页）的各条数据记录按主键顺序存放，因此每当有一条新的记录插入时，MySQL会根据其主键将其插入适当的节点和位置，如果页面达到装载因子（InnoDB默认为15/16），则开辟一个新的页（节点）
1、如果表使用自增主键，那么每次插入新的记录，记录就会顺序添加到当前索引节点的后续位置，当一页写满，就会自动开辟一个新的页，这样就会形成一个紧凑的索引结构，近似顺序填满。由于每次插入时也不需要移动已有数据，因此效率很高，也不会增加很 多开销在维护索引上。
2、如果使用非自增主键（如果身份证号或学号等），由于每次插入主键的值近似于随机，因此每次新纪录都要被插到现有索引页得中间某个位置。此时MySQL不得不为了将新记录插到合适位置而移动数据，甚至目标页面可能已经被回写到磁盘上而从缓存中清掉，此时又要从磁盘上读回来，这增加了很多开销，同时频繁的移动、分页操作造成了大量的碎片，得到了不够紧凑的索引结构，后续不得不通过OPTIMIZE TABLE来重建表并优化填充页面。

为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值(一致性和节省存储空间)

---

数据类型

mysql有哪些数据类型？

• 整数类型，包括TINYINT(1字节)、SMALLINT(2字节)、MEDIUMINT(3字节)、INT(4字节)、BIGINT(8字节)。任何整数类型都可以加上UNSIGNED属性，表示数据是无符号的，即非负整数。长度：整数类型可以被指定长度，例如：INT(11)表示长度为11的INT类型。长度在大多数场景是没有意义的，它不会限制值的合法范围，只会影响显示字符的个数，而且需要和UNSIGNED ZEROFILL属性配合使用才有意义。例子：假定类型设定为INT(5)，属性为UNSIGNED ZEROFILL，如果用户插入的数据为12的话，那么数据库实际存储数据为00012。

• 实数类型，包括FLOAT、DOUBLE、DECIMAL。DECIMAL可以用于存储比BIGINT还大的整型，能存储精确的小数。而FLOAT和DOUBLE是有取值范围的，并支持使用标准的浮点进行近似计算。计算时FLOAT和DOUBLE相比DECIMAL效率更高一些，DECIMAL你可以理解成是用字符串进行处理。

• 字符串类型，包括VARCHAR、CHAR、TEXT、BLOBVARCHAR用于存储可变长字符串，它比定长类型更节省空间。VARCHAR使用额外1或2个字节存储字符串长度。列长度小于255字节时，使用1字节表示，否则使用2字节表示。VARCHAR存储的内容超出设置的长度时，内容会被截断。CHAR是定长的，根据定义的字符串长度分配足够的空间。CHAR会根据需要使用空格进行填充方便比较。CHAR适合存储很短的字符串，或者所有值都接近同一个长度。CHAR存储的内容超出设置的长度时，内容同样会被截断。

• 枚举类型（ENUM），把不重复的数据存储为一个预定义的集合。有时可以使用ENUM代替常用的字符串类型。ENUM存储非常紧凑，会把列表值压缩到一个或两个字节。ENUM在内部存储时，其实存的是整数。尽量避免使用数字作为ENUM枚举的常量，因为容易混乱。排序是按照内部存储的整数

• 日期和时间类型，尽量使用timestamp，空间效率高于datetime，用整数保存时间戳通常不方便处理。如果需要存储微妙，可以使用bigint存储。

---

数据结构

B+树（B树的变种）

非叶子节点不存储数据，只存储索引(冗余)和指针，可以放更多的索引，树高降低 ；
叶子节点包含所有索引字段；
叶子节点比b树增加了指针连接；
叶子节点有双向指针链接(首尾子节点还通过指针连接)，提高区间访问的性能，范围查找；

---

为什么mysql页文件默认16K？

MySQL每个B+树节点最大存储容量：16KB （指针+数据+索引）。假设我们一行数据大小为1K，那么一页就能存16条数据，也就是一个叶子节点能存16条数据；再看非叶子节点，假设主键ID为bigint类型，那么长度为8B，指针大小在Innodb源码中为6B，一共就是14B，那么一页里就可以存储16K/14=1170个(主键+指针) 那么一颗高度为2的B+树能存储的数据为：117016=18720条，一颗高度为3的B+树能存储的数据为：1170*1170*16=21902400（千万级条）

show global status like `Innodb_page_size`

 
 
1

因此，B+树存储大数据量的表也可以非常高效的获取数据，MySQL使用B+树作为索引的数据结构。

---

索引

索引的底层实现原理和优化

B+树，经过优化的B+树

主要是在所有的叶子结点中增加了指向下一个叶子节点的指针，因此InnoDB建议为大部分表使用默认自增的主键作为主索引。

---

为什么InnoDB表必须有主键，并且推荐使用整型的自增主键？

• 首先，为了满足MySQL的索引数据结构B+树的特性，必须要有索引作为主键，可以有效提高查询效率，因此InnoDB必须要有主键。如果不手动指定主键，InnoDB会从插入的数据中找出不重复的一列作为主键索引，如果没找到不重复的一列，InnoDB会在后台增加一列rowId做为主键索引。
• 其次，索引的数据类型是整型，一方面整型占有的磁盘空间或内存空间相比字符串更少，另一方面整型比较比字符串比较更快速，字符串比较是先转换为ASCII码，然后再比较的。
• 最后，B+树本质是多路多叉树，如果主键索引不是自增的，那么后续插入的索引就会引起B+树的其他节点的分裂和重新平衡，影响数据插入的效率，如果是自增主键，只用在尾节点做增加就可以。

---

为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？

• 主键索引和非主键索引维护各自的B+树结构，当插入的数据的时候，由于数据只有一份，通过非主键索引获取到主键值，然后再去主键索引的B+树数据结构中找到对应的行数据，节省了内存空间；
• 如果非主键索引的叶子节点也存储一份数据，如果通过非主键索引插入数据，那么要向主键索引对应的行数据进行同步，那么会带来数据一致性问题。可以通过事务的方式解决，我们都知道使用事务后，就会对性能有所消耗。

---

联合索引的底层存储结构长什么样?

定义联合索引(员工级别，员工姓名，员工出生年月)，将联合索引按照索引顺序放入节点中，新插入节点时，先按照联合索引中的员工级别比较，如果相同会按照是员工姓名比较，如果员工级别和员工姓名都相同 最后是员工的出生年月比较。可以从图中从上到下，从左到右看，第一个B+树的节点 是通过联合索引的员工级别比较的，第二个节点是 员工级别相同，会按照员工姓名比较，第三个节点是 员工级别和员工姓名都相同，会按照员工出生年月比较。

---

MyISAM索引与InnoDB索引的区别？

• InnoDB索引是聚簇索引，MyISAM索引是非聚簇索引。
• InnoDB的主键索引的叶子节点存储着行数据，因此主键索引非常高效。
• MyISAM索引的叶子节点存储的是行数据地址，需要再寻址一次才能得到数据。
• InnoDB非主键索引的叶子节点存储的是主键和其他带索引的列数据，因此查询时做到覆盖索引会非常高效。

---

索引有哪几种类型？

• 主键索引: 数据列不允许重复，不允许为NULL，一个表只能有一个主键。
• 唯一索引: 数据列不允许重复，允许为NULL值，一个表允许多个列创建唯一索引。可以通过 ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column); 创建唯一索引可以通过 ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column1,column2); 创建唯一组合索引
• 普通索引: 基本的索引类型，没有唯一性的限制，允许为NULL值。可以通过ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column);创建普通索引可以通过ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name(column1, column2, column3);创建组合索引。
• 全文索引： 是目前搜索引擎使用的一种关键技术。可以通过ALTER TABLE table_name ADD FULLTEXT (column);创建全文索引

---

索引的目的是什么？

快速访问数据表中的特定信息，提高检索速度
创建唯一性索引，保证数据库表中每一行数据的唯一性。
加速表和表之间的连接
使用分组和排序子句进行数据检索时，可以显著减少查询中分组和排序的时间

---

索引对数据库系统的负面影响是什么？

负面影响：
创建索引和维护索引需要耗费时间，这个时间随着数据量的增加而增加；
索引需要占用物理空间，不光是表需要占用数据空间，每个索引也需要占用物理空间；
当对表进行增、删、改、的时候索引也要动态维护，这样就降低了数据的维护速度。

---

什么事覆盖索引，以及好处？

覆盖索引：就是包含了所有查询字段 (where,select,order by,group by 包含的字段) 的索引

覆盖索引的好处：

• 避免 InnoDB 表进行索引的二次查询: InnoDB 是以聚集索引的顺序来存储的，对于 InnoDB 来说，二级索引在叶子节点中所保存的是行的主键信息，如果是用二级索引查询数据的话，在查找到相应的键值后，还要通过主键进行二次查询才能获取我们真实所需要的数据。而在覆盖索引中，二级索引的键值中可以获取所有的数据，避免了对主键的二次查询 ，减少了 IO 操作，提升了查询效率。
• 可以把随机 IO 变成顺序 IO 加快查询效率: 由于覆盖索引是按键值的顺序存储的，对于 IO 密集型的范围查找来说，对比随机从磁盘读取每一行的数据 IO 要少的多，因此利用覆盖索引在访问时也可以把磁盘的随机读取的 IO 转变成索引查找的顺序 IO。

---

索引下推

索引下推（Index Condition Pushdown） 是 MySQL 5.6 版本中提供的一项索引优化功能，可以在非聚簇索引遍历过程中，对索引中包含的字段先做判断，过滤掉不符合条件的记录，减少回表次数。

---

索引设计的原则？

建立索引的目的是：希望通过索引进行数据查找，减少随机 IO，增加查询性能 ，索引能过滤出越少的数据，则从磁盘中读入的数据也就越少。

• 最左前缀匹配原则：组合索引非常重要的原则，mysql会一直向右匹配直到遇到范围查询(>、<、between、like)就停止匹配，比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)顺序的索引，d是用不到索引的，如果建立(a,b,d,c)的索引则都可以用到，a,b,d的顺序可以任意调整。
• 适合索引的列是出现在where子句中的列，或者连接子句中指定的列，用以缩小查询范围的字段上建立索引。
• 包含在 ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT 中的字段创建索引
• 在频繁使用的、需要排序的字段上建立索引
• 多表 join 的关联列创建索引
• 尽可能的考虑建立联合索引而不是单列索引
• 使用短索引，如果对长字符串列进行索引，应该指定一个前缀长度，这样能够节省大量索引空间
• 不要过度索引。索引需要额外的磁盘空间，并降低写操作的性能。在修改表内容的时候，索引会进行更新甚至重构，索引列越多，这个时间就会越长。所以只保持需要的索引有利于查询即可。

---

什么情况下不宜建立索引？

• 基数较小的类，不能有效区分数据的列(如性别，男女未知，最多也就三种，区分度实在太低)
• 对于查询中很少涉及的列或者重复值比较多的列，不宜建立索引。
• 更新频繁字段不适合创建索引
• 对于一些特殊的数据类型，不宜建立索引，比如文本字段（text）等

---

什么情况下设置了索引但无法使用

• 以“%”开头的LIKE语句，模糊匹配

• OR语句前后没有同时使用索引

• 数据类型出现隐式转化（如varchar不加单引号的话可能会自动转换为int型）

---

锁

Mysql中有哪几种锁？

表级锁：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。

行级锁：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。

页面锁：开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度一般。

---

行级锁的使用有什么注意事项？

InnoDB 的行锁是针对索引字段加的锁，表级锁是针对非索引字段加的锁。当我们执行 UPDATE、DELETE 语句时，如果 WHERE条件中字段没有命中唯一索引或者索引失效的话，就会导致扫描全表对表中的所有行记录进行加锁。这个在我们日常工作开发中经常会遇到，一定要多多注意！！！

不过，很多时候即使用了索引也有可能会走全表扫描，这是因为 MySQL 优化器的原因。

---

共享锁和排他锁呢？

不论是表级锁还是行级锁，都存在共享锁（Share Lock，S 锁）和排他锁（Exclusive Lock，X 锁）这两类：

• 共享锁（S 锁） ：又称读锁，事务在读取记录的时候获取共享锁，允许多个事务同时获取（锁兼容）。
• 排他锁（X 锁） ：又称写锁/独占锁，事务在修改记录的时候获取排他锁，不允许多个事务同时获取。如果一个记录已经被加了排他锁，那其他事务不能再对这条事务加任何类型的锁（锁不兼容）。

排他锁与任何的锁都不兼容，共享锁仅和共享锁兼容。

由于 MVCC 的存在，对于一般的 SELECT 语句，InnoDB 不会加任何锁。不过， 你可以通过以下语句显式加共享锁或排他锁。

# 共享锁
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;
# 排他锁
SELECT ... FOR UPDATE;

 
 
1
2
3
4

---

当前读和快照读有什么区别？

快照读（一致性非锁定读）就是单纯的 SELECT 语句，但不包括下面这两类 SELECT 语句：

SELECT ... FOR UPDATE
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE

 
 
1
2

快照即记录的历史版本，每行记录可能存在多个历史版本（多版本技术）。

快照读的情况下，如果读取的记录正在执行 UPDATE/DELETE 操作，读取操作不会因此去等待记录上 X 锁的释放，而是会去读取行的一个快照。

只有在事务隔离级别 RC(读取已提交) 和 RR（可重读）下，InnoDB 才会使用一致性非锁定读：

• 在 RC 级别下，对于快照数据，一致性非锁定读总是读取被锁定行的最新一份快照数据。
• 在 RR 级别下，对于快照数据，一致性非锁定读总是读取本事务开始时的行数据版本。

快照读比较适合对于数据一致性要求不是特别高且追求极致性能的业务场景。

当前读 （一致性锁定读）就是给行记录加 X 锁或 S 锁。

当前读的一些常见 SQL 语句类型如下：

# 对读的记录加一个X锁
SELECT...FOR UPDATE
# 对读的记录加一个S锁
SELECT...LOCK IN SHARE MODE
# 对修改的记录加一个X锁
INSERT...
UPDATE...
DELETE...

 
 
1
2
3
4
5
6
7
8

---

MySQL 的隔离级别是基于锁实现的吗？

MySQL 的隔离级别基于锁和 MVCC 机制共同实现的。

SERIALIZABLE 隔离级别，是通过锁来实现的。除了 SERIALIZABLE 隔离级别，其他的隔离级别都是基于 MVCC 实现。

不过， SERIALIZABLE 之外的其他隔离级别可能也需要用到锁机制，就比如 REPEATABLE-READ 在当前读情况下需要使用加锁读来保证不会出现幻读。

---

事务

数据库中的事务是什么?

事务（transaction）是作为一个单元的一组有序的数据库操作。如果组中的所有操作都成功，则认为事务成功，即使只有一个操作失败，事务也不成功。如果所有操作完成，事务则提交，其修改将作用于所有其他数据库进程。如果一个操作失败，则事务将回滚，该事务所有操作的影响都将取消。

事务特性：

原子性（Atomicity） ： 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（Consistency）： 执行事务前后，数据保持一致，例如转账业务中，无论事务是否成功，转账者和收款人的总额应该是不变的；

隔离性（Isolation）： 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（Durability）： 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。

---

并发事务带来了哪些问题?

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（多个用户对同一数据进行操作）。并发虽然是必须的，但可能会导致以下的问题。

脏读（Dirty read）

一个事务读取数据并且对数据进行了修改，这个修改对其他事务来说是可见的，即使当前事务没有提交。这时另外一个事务读取了这个还未提交的数据，但第一个事务突然回滚，导致数据并没有被提交到数据库，那第二个事务读取到的就是脏数据，这也就是脏读的由来。

例如：事务 1 读取某表中的数据 A=20，事务 1 修改 A=A-1，事务 2 读取到 A = 19,事务 1 回滚导致对 A 的修改并为提交到数据库， A 的值还是 20。

不可重复读（Unrepeatable read）

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。

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 再次读取 A =19，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

幻读（Phantom read）

幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务读取了几行数据，接着另一个并发事务插入了一些数据时。在随后的查询中，第一个事务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。

例如：事务 2 读取某个范围的数据，事务 1 在这个范围插入了新的数据，事务 1 再次读取这个范围的数据发现相比于第一次读取的结果多了新的数据。

---

不可重复读和幻读有什么区别？

• 不可重复读的重点是内容修改或者记录减少比如多次读取一条记录发现其中某些记录的值被修改；
• 幻读的重点在于记录新增比如多次执行同一条查询语句（DQL）时，发现查到的记录增加了。

幻读其实可以看作是不可重复读的一种特殊情况，单独把区分幻读的原因主要是解决幻读和不可重复读的方案不一样。

举个例子：执行 delete 和 update 操作的时候，可以直接对记录加锁，保证事务安全。而执行 insert 操作的时候，由于记录锁（Record Lock）只能锁住已经存在的记录，为了避免插入新记录，需要依赖间隙锁（Gap Lock）。也就是说执行 insert 操作的时候需要依赖 Next-Key Lock（Record Lock+Gap Lock） 进行加锁来保证不出现幻读。

---

SQL 标准定义了哪些事务隔离级别?

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。

---

---

MySQL 的默认隔离级别是什么?

MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ（可重读）。

---

了解过事务隔离机制的底层实现吗？

每个隔离级别都是基于锁和MVCC机制实现的，如下：

1. 读未提交/RU：写操作加排他锁，读操作不加锁。
2. 读已提交/RC：写操作加排他锁，读操作使用MVCC，但每次select都生成读视图。
3. 可重复读/RR：写操作加排他锁，读操作依旧采用MVCC机制，但一次事务中只生成一个读视图。
4. 序列化/Serializable：所有写操作加临键锁（具备互斥特性），所有读操作加共享锁。

---

范式

如何通俗地理解三个范式？

• 第一范式：1NF是对属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可再分解；

• 第二范式：2NF是对记录的惟一性约束，要求记录有惟一标识，即实体的惟一性；

• 第三范式：3NF是对字段冗余性的约束，即任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余。。

范式化设计优缺点:

• 优点:

可以尽量得减少数据冗余，使得更新快，体积小

• 缺点:

对于查询需要多个表进行关联，减少写得效率增加读得效率，更难进行索引优化

反范式化:

• 优点:可以减少表得关联，可以更好得进行索引优化

• 缺点:数据冗余以及数据异常，数据得修改需要更多的成本

---

日志

什么是 redo log？

redo log（重做日志）是InnoDB存储引擎独有的，它让MySQL拥有了崩溃恢复能力。

比如 MySQL 实例挂了或宕机了，重启时，InnoDB存储引擎会使用redo log恢复数据，保证数据的持久性与完整性。

MySQL 中数据是以页为单位，你查询一条记录，会从硬盘把一页的数据加载出来，加载出来的数据叫数据页，会放入到 Buffer Pool 中。

后续的查询都是先从 Buffer Pool 中找，没有命中再去硬盘加载，减少硬盘 IO 开销，提升性能。

更新表数据的时候，也是如此，发现 Buffer Pool 里存在要更新的数据，就直接在 Buffer Pool 里更新。

然后会把“在某个数据页上做了什么修改”记录到重做日志缓存（redo log buffer）里，接着刷盘到 redo log 文件里。

---

redo log 的刷盘策略有哪些？

InnoDB 存储引擎为 redo log 的刷盘策略提供了 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数，它支持三种策略：

• 0 ：设置为 0 的时候，表示每次事务提交时不进行刷盘操作()
• 1 ：设置为 1 的时候，表示每次事务提交时都将进行刷盘操作（默认值）
• 2 ：设置为 2 的时候，表示每次事务提交时都只把 redo log buffer 内容写入 page cache

innodb_flush_log_at_trx_commit 参数默认为 1 ，也就是说当事务提交时会调用 fsync 对 redo log 进行刷盘

另外，InnoDB 存储引擎有一个后台线程，每隔1 秒，就会把 redo log buffer 中的内容写到文件系统缓存（page cache），然后调用 fsync 刷盘。

---

什么是 binlog？

redo log 它是物理日志，记录内容是“在某个数据页上做了什么修改”，属于 InnoDB 存储引擎。

而 binlog 是逻辑日志，记录内容是语句的原始逻辑，类似于“给 ID=2 这一行的 c 字段加 1”，属于MySQL Server 层。

不管用什么存储引擎，只要发生了表数据更新，都会产生 binlog 日志。

那 binlog 到底是用来干嘛的？

可以说MySQL数据库的数据备份、主备、主主、主从都离不开binlog，需要依靠binlog来同步数据，保证数据一致性。

binlog会记录所有涉及更新数据的逻辑操作，并且是顺序写。

---

什么是redo log 两阶段提交？

redo log的写入拆成了两个步骤prepare和commit，这就是两阶段提交。

使用两阶段提交后，写入binlog时发生异常也不会有影响，因为MySQL根据redo log日志恢复数据时，发现redo log还处于prepare阶段，并且没有对应binlog日志，就会回滚该事务。

---

什么是 undo log？

概念

undo log是mysql中比较重要的事务日志之一，顾名思义，undo log是一种用于撤销回退的日志，在事务没提交之前，MySQL会先记录更新前的数据到 undo log日志文件里面，当事务回滚时或者数据库崩溃时，可以利用 undo log来进行回退。

作用

在MySQL中，undo log日志的作用主要有两个：

• 1、提供回滚操作【undo log实现事务的原子性】

• 2、提供多版本控制(MVCC)【undo log实现多版本并发控制（MVCC）】

MVCC，即多版本控制。在MySQL数据库InnoDB存储引擎中，用undo Log来实现多版本并发控制(MVCC)。当读取的某一行被其他事务锁定时，它可以从undo log中分析出该行记录以前的数据版本是怎样的，从而让用户能够读取到当前事务操作之前的数据【快照读】。

---

MySQL日志总结

MySQL InnoDB 引擎使用 redo log(重做日志) 保证事务的持久性，使用 undo log(回滚日志) 来保证事务的原子性。

MySQL数据库的数据备份、主备、主主、主从都离不开binlog，需要依靠binlog来同步数据，保证数据一致性。

---

MySQL的binlog有有几种录入格式？分别有什么区别？

有三种格式，statement，row和mixed。

• statement模式下，每一条会修改数据的sql都会记录在binlog中。不需要记录每一行的变化，减少了binlog日志量，节约了IO，提高性能。由于sql的执行是有上下文的，因此在保存的时候需要保存相关的信息，同时还有一些使用了函数之类的语句无法被记录复制。
• row级别下，不记录sql语句上下文相关信息，仅保存哪条记录被修改。记录单元为每一行的改动，基本是可以全部记下来但是由于很多操作，会导致大量行的改动(比如alter table)，因此这种模式的文件保存的信息太多，日志量太大。
• mixed，一种折中的方案，普通操作使用statement记录，当无法使用statement的时候使用row。
  此外，新版的MySQL中对row级别也做了一些优化，当表结构发生变化的时候，会记录语句而不是逐行记录。

---

---

优化

高性能优化建议有哪些？

数据库和表的字符集统一使用 UTF8

兼容性更好，统一字符集可以避免由于字符集转换产生的乱码，不同的字符集进行比较前需要进行转换会造成索引失效，如果数据库中有存储 emoji 表情的需要，字符集需要采用 utf8mb4 字符集。

所有表和字段都需要添加注释

使用 comment 从句添加表和列的备注，从一开始就进行数据字典的维护

尽量控制单表数据量的大小，建议控制在 500 万以内

500 万并不是 MySQL 数据库的限制，过大会造成修改表结构，备份，恢复都会有很大的问题。

可以用历史数据归档（应用于日志数据），分库分表（应用于业务数据）等手段来控制数据量大小

谨慎使用 MySQL 分区表

分区表在物理上表现为多个文件，在逻辑上表现为一个表；

谨慎选择分区键，跨分区查询效率可能更低；

建议采用物理分表的方式管理大数据。

经常一起使用的列放到一个表中

避免更多的关联操作。

禁止在表中建立预留字段

• 预留字段的命名很难做到见名识义。
• 预留字段无法确认存储的数据类型，所以无法选择合适的类型。
• 对预留字段类型的修改，会对表进行锁定。

避免使用 ENUM 类型

• 修改 ENUM 值需要使用 ALTER 语句；
• ENUM 类型的 ORDER BY 操作效率低，需要额外操作；
• ENUM 数据类型存在一些限制比如建议不要使用数值作为 ENUM 的枚举值。

尽可能把所有列定义为 NOT NULL

除非有特别的原因使用 NULL 值，应该总是让字段保持 NOT NULL。

• 索引 NULL 列需要额外的空间来保存，所以要占用更多的空间；
• 进行比较和计算时要对 NULL 值做特别的处理。

使用 TIMESTAMP(4 个字节) 或 DATETIME 类型 (8 个字节) 存储时间

TIMESTAMP 存储的时间范围 1970-01-01 00:00:01 ~ 2038-01-19-03:14:07

TIMESTAMP 占用 4 字节和 INT 相同，但比 INT 可读性高

超出 TIMESTAMP 取值范围的使用 DATETIME 类型存储

经常会有人用字符串存储日期型的数据（不正确的做法）

• 缺点 1：无法用日期函数进行计算和比较
• 缺点 2：用字符串存储日期要占用更多的空间

同财务相关的金额类数据必须使用 decimal 类型

• 非精准浮点 ：float,double
• 精准浮点 ：decimal

decimal 类型为精准浮点数，在计算时不会丢失精度。占用空间由定义的宽度决定，每 4 个字节可以存储 9 位数字，并且小数点要占用一个字节。并且，decimal 可用于存储比 bigint 更大的整型数据

不过， 由于 decimal 需要额外的空间和计算开销，应该尽量只在需要对数据进行精确计算时才使用 decimal 。

单表不要包含过多字段

如果一个表包含过多字段的话，可以考虑将其分解成多个表，必要时增加中间表进行关联

---

对SQL语句优化有哪些方法？（选择几条）

• Where子句中：where表之间的连接必须写在其他Where条件之前，那些可以过滤掉最大数量记录的条件必须写在Where子句的末尾.HAVING最后。

• 在定义联合索引时，如果 a 列要用到范围查找的话，就要把 a 列放到联合索引的右侧，使用 left join 或 not exists 来优化 not in 操作，因为 not in 也通常会使用索引失效。

• 避免使用子查询，可以把子查询优化为 join 操作（子查询的结果集会被存储到临时表中，临时表都不会存在索引）

• 避免使用 JOIN 关联太多的表（大量的使用了多表关联的操作，同时 join_buffer_size 设置的也不合理的情况下，会影响到服务器数据库性能的稳定性）

• 在明显不会有重复值时使用 UNION ALL 而不是 UNION（UNION 会把两个结果集的所有数据放到临时表中后再进行去重操作）

• 避免使用双%号的查询条件。如：a like ‘%123%’，（如果无前置%,只有后置%，是可以用到列上的索引的）

• 避免在索引列上使用IS NULL和IS NOT NULL

• 避免数据类型的隐式转换

• 减少同数据库的交互次数

• 对查询进行优化，应尽量避免全表扫描，首先应考虑在 where 及 order by 涉及的列上建立索引。

• 应尽量避免在 where 子句中对字段进行 null 值判断，否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描

• 应尽量避免在 where 子句中对索引列上使用函数转换和计算，这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描

• 禁止使用 SELECT * 必须使用 SELECT <字段列表> 查询

  • SELECT * 消耗更多的 CPU 和 IO 以网络带宽资源SELECT
  • 无法使用覆盖索引
  • SELECT <字段列表> 可减少表结构变更带来的影响#

---

JavaGuide(Java面试+学习指南)

MySQL回滚日志（undo log）总结

BAT大厂都会问的MySQL底层数据结构

MySQL之架构篇