Java工程师 数据库优化面试题（Day16）_java中数据库优化面试题

1 说一说你对数据库优化的理解
参考答案
MySQL数据库优化是多方面的，原则是减少系统的瓶颈，减少资源的占用，增加系统的反应速度。例如，通过优化文件系统，提高磁盘I\O的读写速度；通过优化操作系统调度策略，提高MySQL在高负荷情况下的负载能力；优化表结构、索引、查询语句等使查询响应更快。
针对查询，我们可以通过使用索引、使用连接代替子查询的方式来提高查询速度。
针对慢查询，我们可以通过分析慢查询日志，来发现引起慢查询的原因，从而有针对性的进行优化。
针对插入，我们可以通过禁用索引、禁用检查等方式来提高插入速度，在插入之后再启用索引和检查。
针对数据库结构，我们可以通过将字段很多的表拆分成多张表、增加中间表、增加冗余字段等方式进行优化。

2 该如何优化MySQL的查询？
参考答案
使用索引：
如果查询时没有使用索引，查询语句将扫描表中的所有记录。在数据量大的情况下，这样查询的速度会很慢。如果使用索引进行查询，查询语句可以根据索引快速定位到待查询记录，从而减少查询的记录数，达到提高查询速度的目的。
索引可以提高查询的速度，但并不是使用带有索引的字段查询时索引都会起作用。有几种特殊情况，在这些情况下有可能使用带有索引的字段查询时索引并没有起作用。
使用LIKE关键字的查询语句
在使用LIKE关键字进行查询的查询语句中，如果匹配字符串的第一个字符为“%”，索引不会起作用。只有“%”不在第一个位置，索引才会起作用。
使用多列索引的查询语句
MySQL可以为多个字段创建索引。一个索引可以包括16个字段。对于多列索引，只有查询条件中使用了这些字段中的第1个字段时索引才会被使用。
使用OR关键字的查询语句
查询语句的查询条件中只有OR关键字，且OR前后的两个条件中的列都是索引时，查询中才使用索引。否则，查询将不使用索引。
优化子查询：
使用子查询可以进行SELECT语句的嵌套查询，即一个SELECT查询的结果作为另一个SELECT语句的条件。子查询可以一次性完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作。
子查询虽然可以使查询语句很灵活，但执行效率不高。执行子查询时，MySQL需要为内层查询语句的查询结果建立一个临时表。然后外层查询语句从临时表中查询记录。查询完毕后，再撤销这些临时表。因此，子查询的速度会受到一定的影响。如果查询的数据量比较大，这种影响就会随之增大。
在MySQL中，可以使用连接（JOIN）查询来替代子查询。连接查询不需要建立临时表，其速度比子查询要快，如果查询中使用索引，性能会更好。

3 怎样插入数据才能更高效？
参考答案
影响插入速度的主要是索引、唯一性校验、一次插入记录条数等。针对这些情况，可以分别进行优化。
对于MyISAM引擎的表，常见的优化方法如下：
禁用索引
对于非空表，插入记录时，MySQL会根据表的索引对插入的记录建立索引。如果插入大量数据，建立索引会降低插入记录的速度。为了解决这种情况，可以在插入记录之前禁用索引，数据插入完毕后再开启索引。对于空表批量导入数据，则不需要进行此操作，因为MyISAM引擎的表是在导入数据之后才建立索引的。
禁用唯一性检查
插入数据时，MySQL会对插入的记录进行唯一性校验。这种唯一性校验也会降低插入记录的速度。为了降低这种情况对查询速度的影响，可以在插入记录之前禁用唯一性检查，等到记录插入完毕后再开启。
使用批量插入
插入多条记录时，可以使用一条INSERT语句插入一条记录，也可以使用一条INSERT语句插入多条记录。使用一条INSERT语句插入多条记录的情形如下，而这种方式的插入速度更快。
INSERT INTO fruits VALUES (‘x1’, ‘101’, ‘mongo2’, ‘5.7’), (‘x2’, ‘101’, ‘mongo3’, ‘5.7’), (‘x3’, ‘101’, ‘mongo4’, ‘5.7’);
使用LOAD DATA INFILE批量导入
当需要批量导入数据时，如果能用LOAD DATA INFILE语句，就尽量使用。因为LOAD DATA INFILE语句导入数据的速度比INSERT语句快。
对于InnoDB引擎的表，常见的优化方法如下：
禁用唯一性检查
插入数据之前执行set unique_checks=0来禁止对唯一索引的检查，数据导入完成之后再运行set unique_checks=1。这个和MyISAM引擎的使用方法一样。
禁用外键检查
插入数据之前执行禁止对外键的检查，数据插入完成之后再恢复对外键的检查。
禁用自动提交
插入数据之前禁止事务的自动提交，数据导入完成之后，执行恢复自动提交操作。

4 表中包含几千万条数据该怎么办？
参考答案
建议按照如下顺序进行优化：
优化SQL和索引；
增加缓存，如memcached、redis；
读写分离，可以采用主从复制，也可以采用主主复制；
使用MySQL自带的分区表，这对应用是透明的，无需改代码，但SQL语句是要针对分区表做优化的；
做垂直拆分，即根据模块的耦合度，将一个大的系统分为多个小的系统；
做水平拆分，要选择一个合理的sharding key，为了有好的查询效率，表结构也要改动，做一定的冗余，应用也要改，sql中尽量带sharding key，将数据定位到限定的表上去查，而不是扫描全部的表。

5 MySQL的慢查询优化有了解吗？
参考答案
优化MySQL的慢查询，可以按照如下步骤进行：
开启慢查询日志：
MySQL中慢查询日志默认是关闭的，可以通过配置文件my.ini或者my.cnf中的log-slow-queries选项打开，也可以在MySQL服务启动的时候使用–log-slow-queries[=file_name]启动慢查询日志。
启动慢查询日志时，需要在my.ini或者my.cnf文件中配置long_query_time选项指定记录阈值，如果某条查询语句的查询时间超过了这个值，这个查询过程将被记录到慢查询日志文件中。
分析慢查询日志：
直接分析mysql慢查询日志，利用explain关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句，来分析sql慢查询语句。
常见慢查询优化：
索引没起作用的情况
在使用LIKE关键字进行查询的查询语句中，如果匹配字符串的第一个字符为“%”，索引不会起作用。只有“%”不在第一个位置，索引才会起作用。
MySQL可以为多个字段创建索引。一个索引可以包括16个字段。对于多列索引，只有查询条件中使用了这些字段中的第1个字段时索引才会被使用。
查询语句的查询条件中只有OR关键字，且OR前后的两个条件中的列都是索引时，查询中才使用索引。否则，查询将不使用索引。
优化数据库结构
对于字段比较多的表，如果有些字段的使用频率很低，可以将这些字段分离出来形成新表。因为当一个表的数据量很大时，会由于使用频率低的字段的存在而变慢。
对于需要经常联合查询的表，可以建立中间表以提高查询效率。通过建立中间表，把需要经常联合查询的数据插入到中间表中，然后将原来的联合查询改为对中间表的查询，以此来提高查询效率。
分解关联查询
很多高性能的应用都会对关联查询进行分解，就是可以对每一个表进行一次单表查询，然后将查询结果在应用程序中进行关联，很多场景下这样会更高效。
优化LIMIT分页
当偏移量非常大的时候，例如可能是limit 10000,20这样的查询，这是mysql需要查询10020条然后只返回最后20条，前面的10000条记录都将被舍弃，这样的代价很高。优化此类查询的一个最简单的方法是尽可能的使用索引覆盖扫描，而不是查询所有的列。然后根据需要做一次关联操作再返回所需的列。对于偏移量很大的时候这样做的效率会得到很大提升。

6 说一说你对explain的了解
参考答案

MySQL中提供了EXPLAIN语句和DESCRIBE语句，用来分析查询语句，EXPLAIN语句的基本语法如下：

EXPLAIN [EXTENDED] SELECT select_options
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使用EXTENED关键字，EXPLAIN语句将产生附加信息。执行该语句，可以分析EXPLAIN后面SELECT语句的执行情况，并且能够分析出所查询表的一些特征。下面对查询结果进行解释：
id：SELECT识别符。这是SELECT的查询序列号。
select_type：表示SELECT语句的类型。
table：表示查询的表。
type：表示表的连接类型。
possible_keys：给出了MySQL在搜索数据记录时可选用的各个索引。
key：是MySQL实际选用的索引。
key_len：给出索引按字节计算的长度，key_len数值越小，表示越快。
ref：给出了关联关系中另一个数据表里的数据列名。
rows：是MySQL在执行这个查询时预计会从这个数据表里读出的数据行的个数。
Extra：提供了与关联操作有关的信息。
扩展阅读
DESCRIBE语句的使用方法与EXPLAIN语句是一样的，分析结果也是一样的，并且可以缩写成DESC。。DESCRIBE语句的语法形式如下：

DESCRIBE SELECT select_options
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7 explain关注什么？
参考答案
重点要关注如下几列：

其中，type包含以下几种结果，从上之下依次是最差到最好：

另外，Extra列需要注意以下的几种情况：

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