基础篇

1,一条SQL语句在MySQL中如何执行的?

先看一下Mysql的逻辑架构图吧~

mysql 面试问题 - 图1

查询语句:

  • 先检查该语句是否有权限
  • 如果没有权限,直接返回错误信息
  • 如果有权限,在 MySQL8.0 版本以前,会先查询缓存。
  • 如果没有缓存,分析器进行词法分析,提取 sql 语句select等的关键元素。然后判断sql 语句是否有语法错误,比如关键词是否正确等等。
  • 优化器进行确定执行方案
  • 进行权限校验,如果没有权限就直接返回错误信息,如果有权限就会调用数据库引擎接口,返回执行结果。

    2,说一下数据库的三大范式

  • 第一范式:数据表中的每一列(每个字段)都不可以再拆分。

  • 第二范式:在第一范式的基础上,分主键列完全依赖于主键,而不能是依赖于主键的一部分。
  • 第三范式:在满足第二范式的基础上,表中的非主键只依赖于主键,而不依赖于其他非主键。

    3,count(1)、count(*) 与 count(列名) 的区别?

    执行效果上:
    count(*)包括了所有的列,相当于行数,在统计结果的时候,不会忽略列值为NULL
    count(1)包括了忽略所有列,用1代表代码行,在统计结果的时候,不会忽略列值为NULL
    count(列名)只包括列名那一列,在统计结果的时候,会忽略列值为空(这里的空不是只空字符串或者0,而是表示null)的计数,即某个字段值为NULL时,不统计。

执行效率上:
列名为主键,count(列名)会比count(1)快
列名不为主键,count(1)会比count(列名)快
如果表多个列并且没有主键,则 count(1) 的执行效率优于 count(
如果有主键,则 select count(主键)的执行效率是最优的
如果表只有一个字段,则 select count(
)最优。

4,MySQL中int(20)和char(20)以及varchar(20)的区别

  1. int(20)的20表示显示的数据的长度,不是存储数据的大小;<br /> chart(20)和varchar(20)的20表示存储数据的大小,即表示存储多少个字符。

int(20) 20位的数据长度 9999999999,占32个字节,int型4位
char(20) 20位固定字符串,不足补空格 最多20个字符
varchar(20) 20位可变字符串,不足补空格 最多20个字符

char(10)表示存储定长的10个字符,不足10个就用空格补齐,占用更多的存储空间

varchar(10)表示存储10个变长的字符,存储多少个就是多少个,空格也按一个字符存储,这一点是和char(10)的空格不同的,char(10)的空格表示占位不算一个字符
[

](https://blog.csdn.net/ThinkWon/article/details/104778621)

5,分组查询需要注意什么条件?

6, drop、delete、truncate 区别

三者都表示删除,但是三者有一些差别:

**
Delete Truncate Drop
类型 属于DML 属于DDL 属于DDL
回滚 可回滚 不可回滚 不可回滚
删除内容 表结构还在,删除表的全部或者一部分数据行 表结构还在,删除表中的所有数据 从数据库中删除表,所有的数据行,索引和权限也会被删除
删除速度 删除速度慢,需要逐行删除 删除速度快 删除速度最快

在不再需要一张表的时候,用drop;在想删除部分数据行时候,用delete;在保留表而删除所有数据的时候用truncate

7,执行sql语句_MySQL是如何执行一条查询或更新SQL语句的

一条更新语句的执行流程又是怎样的呢?
之前你可能经常听 DBA 同事说,MySQL 可以恢复到半个月内任意一秒的状态,惊叹的同时,你是不是心中也会不免会好奇,这是怎样做到的呢?

我们还是从一个表的一条更新语句说起,下面是这个表的创建语句,这个表有一个主键 ID 和一个整型字段 c:

mysql> create table T(ID int primary key, c int);

如果要将 ID=2 这一行的值加 1,SQL 语句就会这么写:

mysql> update T set c=c+1 where ID=2;

前面我有跟你介绍过 SQL 语句基本的执行链路,这里我再把那张图拿过来,你也可以先简单看看这个图回顾下。首先,可以确定的说,查询语句的那一套流程,更新语句也是同样会走一遍。
mysql 面试问题 - 图2
你执行语句前要先连接数据库,这是连接器的工作。

前面我们说过,在一个表上有更新的时候,跟这个表有关的查询缓存会失效,所以这条语句就会把表 T 上所有缓存结果都清空。这也就是我们一般不建议使用查询缓存的原因。

接下来,分析器会通过词法和语法解析知道这是一条更新语句。优化器决定要使用 ID 这个索引。然后,执行器负责具体执行,找到这一行,然后更新。

与查询流程不一样的是,更新流程还涉及两个重要的日志模块,它们正是我们今天要讨论的主角:redo log(重做日志)和 binlog(归档日志)。如果接触 MySQL,那这两个词肯定是绕不过的,我后面的内容里也会不断地和你强调。不过话说回来,redo log 和 binlog 在设计上有很多有意思的地方,这些设计思路也可以用到你自己的程序里。

重要的日志模块:redo log

不知道你还记不记得《孔乙己》这篇文章,酒店掌柜有一个粉板,专门用来记录客人的赊账记录。如果赊账的人不多,那么他可以把顾客名和账目写在板上。但如果赊账的人多了,粉板总会有记不下的时候,这个时候掌柜一定还有一个专门记录赊账的账本。

如果有人要赊账或者还账的话,掌柜一般有两种做法:

(1)一种做法是直接把账本翻出来,把这次赊的账加上去或者扣除掉;

(2)另一种做法是先在粉板上记下这次的账,等打烊以后再把账本翻出来核算。

在生意红火柜台很忙时,掌柜一定会选择后者,因为前者操作实在是太麻烦了。首先,你得找到这个人的赊账总额那条记录。你想想,密密麻麻几十页,掌柜要找到那个名字,可能还得带上老花镜慢慢找,找到之后再拿出算盘计算,最后再将结果写回到账本上。

这整个过程想想都麻烦。相比之下,还是先在粉板上记一下方便。你想想,如果掌柜没有粉板的帮助,每次记账都得翻账本,效率是不是低得让人难以忍受?

同样,在 MySQL 里也有这个问题,如果每一次的更新操作都需要写进磁盘,然后磁盘也要找到对应的那条记录,然后再更新,整个过程 IO 成本、查找成本都很高。为了解决这个问题,MySQL 的设计者就用了类似酒店掌柜粉板的思路来提升更新效率。

而粉板和账本配合的整个过程,其实就是 MySQL 里经常说到的 WAL 技术,WAL 的全称是 Write-Ahead Logging,它的关键点就是先写日志,再写磁盘,也就是先写粉板,等不忙的时候再写账本。

具体来说,当有一条记录需要更新的时候,InnoDB 引擎就会先把记录写到 redo log(粉板)里面,并更新内存,这个时候更新就算完成了。同时,InnoDB 引擎会在适当的时候,将这个操作记录更新到磁盘里面,而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做,这就像打烊以后掌柜做的事。

如果今天赊账的不多,掌柜可以等打烊后再整理。但如果某天赊账的特别多,粉板写满了,又怎么办呢?这个时候掌柜只好放下手中的活儿,把粉板中的一部分赊账记录更新到账本中,然后把这些记录从粉板上擦掉,为记新账腾出空间。

与此类似,InnoDB 的 redo log 是固定大小的,比如可以配置为一组 4 个文件,每个文件的大小是 1GB,那么这块“粉板”总共就可以记录 4GB 的操作。从头开始写,写到末尾就又回到开头循环写,如下面这个图所示。

write pos 是当前记录的位置,一边写一边后移,写到第 3 号文件末尾后就回到 0 号文件开头。checkpoint 是当前要擦除的位置,也是往后推移并且循环的,擦除记录前要把记录更新到数据文件。

write pos 和 checkpoint 之间的是“粉板”上还空着的部分,可以用来记录新的操作。如果 write pos 追上 checkpoint,表示“粉板”满了,这时候不能再执行新的更新,得停下来先擦掉一些记录,把 checkpoint 推进一下。

有了 redo log,InnoDB 就可以保证即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失,这个能力称为crash-safe。

要理解 crash-safe 这个概念,可以想想我们前面赊账记录的例子。只要赊账记录记在了粉板上或写在了账本上,之后即使掌柜忘记了,比如突然停业几天,恢复生意后依然可以通过账本和粉板上的数据明确赊账账目。

重要的日志模块:binlog

前面我们讲过,MySQL 整体来看,其实就有两块:一块是 Server 层,它主要做的是 MySQL 功能层面的事情;还有一块是引擎层,负责存储相关的具体事宜。上面我们聊到的粉板 redo log 是 InnoDB 引擎特有的日志,而 Server 层也有自己的日志,称为 binlog(归档日志)。

我想你肯定会问,为什么会有两份日志呢?

因为最开始 MySQL 里并没有 InnoDB 引擎。MySQL 自带的引擎是 MyISAM,但是 MyISAM 没有 crash-safe 的能力,binlog 日志只能用于归档。而 InnoDB 是另一个公司以插件形式引入 MySQL 的,既然只依靠 binlog 是没有 crash-safe 能力的,所以 InnoDB 使用另外一套日志系统——也就是 redo log 来实现 crash-safe 能力。

这两种日志有以下三点不同。

(1)redo log 是 InnoDB 引擎特有的;binlog 是 MySQL 的 Server 层实现的,所有引擎都可以使用。

(2)redo log 是物理日志,记录的是“在某个数据页上做了什么修改”;binlog 是逻辑日志,记录的是这个语句的原始逻辑,比如“给 ID=2 这一行的 c 字段加 1 ”。

(3)redo log 是循环写的,空间固定会用完;binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指 binlog 文件写到一定大小后会切换到下一个,并不会覆盖以前的日志。

有了对这两个日志的概念性理解,我们再来看执行器和 InnoDB 引擎在执行这个简单的 update 语句时的内部流程。

(1)执行器先找引擎取 ID=2 这一行。ID 是主键,引擎直接用树搜索找到这一行。如果 ID=2 这一行所在的数据页本来就在内存中,就直接返回给执行器;否则,需要先从磁盘读入内存,然后再返回。

(2)执行器拿到引擎给的行数据,把这个值加上 1,比如原来是 N,现在就是 N+1,得到新的一行数据,再调用引擎接口写入这行新数据。

(3)引擎将这行新数据更新到内存中,同时将这个更新操作记录到 redo log 里面,此时 redo log 处于 prepare 状态。然后告知执行器执行完成了,随时可以提交事务。

(4)执行器生成这个操作的 binlog,并把 binlog 写入磁盘。

(5)执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚刚写入的 redo log 改成提交(commit)状态,更新完成。

这里我给出这个 update 语句的执行流程图,图中浅色框表示是在 InnoDB 内部执行的,深色框表示是在执行器中执行的。

  1. update 语句执行流程<br />![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/2706738/1628734997004-fe46c882-2852-4aea-ae8a-455dbb73d668.png#clientId=u8b8ee735-c552-4&from=paste&id=u95e44b23&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=976&originWidth=714&originalType=url&ratio=1&size=351122&status=done&style=none&taskId=uc5413dcf-51e5-4c66-80ea-75903e478b2)

你可能注意到了,最后三步看上去有点“绕”,将 redo log 的写入拆成了两个步骤:prepare 和 commit,这就是”两阶段提交”。

两阶段提交

为什么必须有“两阶段提交”呢?这是为了让两份日志之间的逻辑一致。要说明这个问题,我们得从文章开头的那个问题说起:怎样让数据库恢复到半个月内任意一秒的状态?

前面我们说过了,binlog 会记录所有的逻辑操作,并且是采用“追加写”的形式。如果你的 DBA 承诺说半个月内可以恢复,那么备份系统中一定会保存最近半个月的所有 binlog,同时系统会定期做整库备份。这里的“定期”取决于系统的重要性,可以是一天一备,也可以是一周一备。

当需要恢复到指定的某一秒时,比如某天下午两点发现中午十二点有一次误删表,需要找回数据,那你可以这么做:

(1)首先,找到最近的一次全量备份,如果你运气好,可能就是昨天晚上的一个备份,从这个备份恢复到临时库;

(2)然后,从备份的时间点开始,将备份的 binlog 依次取出来,重放到中午误删表之前的那个时刻。

这样你的临时库就跟误删之前的线上库一样了,然后你可以把表数据从临时库取出来,按需要恢复到线上库去。

好了,说完了数据恢复过程,我们回来说说,为什么日志需要“两阶段提交”。这里不妨用反证法来进行解释。

由于 redo log 和 binlog 是两个独立的逻辑,如果不用两阶段提交,要么就是先写完 redo log 再写 binlog,或者采用反过来的顺序。我们看看这两种方式会有什么问题。

仍然用前面的 update 语句来做例子。假设当前 ID=2 的行,字段 c 的值是 0,再假设执行 update 语句过程中在写完第一个日志后,第二个日志还没有写完期间发生了 crash,会出现什么情况呢?

(1)先写 redo log 后写 binlog。假设在 redo log 写完,binlog 还没有写完的时候,MySQL 进程异常重启。由于我们前面说过的,redo log 写完之后,系统即使崩溃,仍然能够把数据恢复回来,所以恢复后这一行 c 的值是 1。

  1. 但是由于 binlog 没写完就 crash 了,这时候 binlog 里面就没有记录这个语句。因此,之后备份日志的时候,存起来的 binlog 里面就没有这条语句。
  2. 然后你会发现,如果需要用这个 binlog 来恢复临时库的话,由于这个语句的 binlog 丢失,这个临时库就会少了这一次更新,恢复出来的这一行 c 的值就是 0,与原库的值不同。

(2)先写 binlog 后写 redo log。如果在 binlog 写完之后 crash,由于 redo log 还没写,崩溃恢复以后这个事务无效,所以这一行 c 的值是 0。但是 binlog 里面已经记录了“把 c 从 0 改成 1”这个日志。所以,在之后用 binlog 来恢复的时候就多了一个事务出来,恢复出来的这一行 c 的值就是 1,与原库的值不同。

可以看到,如果不使用“两阶段提交”,那么数据库的状态就有可能和用它的日志恢复出来的库的状态不一致。

你可能会说,这个概率是不是很低,平时也没有什么动不动就需要恢复临时库的场景呀?

其实不是的,不只是误操作后需要用这个过程来恢复数据。当你需要扩容的时候,也就是需要再多搭建一些备库来增加系统的读能力的时候,现在常见的做法也是用全量备份加上应用 binlog 来实现的,这个“不一致”就会导致你的线上出现主从数据库不一致的情况。

简单说,redo log 和 binlog 都可以用于表示事务的提交状态,而两阶段提交就是让这两个状态保持逻辑上的一致。

事务篇

  1. ACID了解吗,MySQL是用什么机制保证的?两阶段提交能讲一下嘛?
  2. redo log和undo log说一下,什么是WAL技术?
  3. redo log和bin log的区别
  4. MySQL的binlog有有几种录入格式?分别有什么区别?

    5, MySQL的隔离级别有几种,默认的隔离级别是什么,互联网常用的隔离级别是什么?隔离级别与锁的关系

  • 读未提交(Read Uncommitted)
  • 读已提交(Read Committed)
  • 可重复读(Repeatable Read)
  • 串行化(Serializable)

Mysql默认的事务隔离级别是可重复读(Repeatable Read)

事务隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
读未提交 允许 允许 允许
读已提交 不允许 允许 允许
可重复读 不允许 不允许 允许
串行化 不允许 不允许 不允许

6,什么是幻读,脏读,不可重复读呢?MySQL是怎么处理幻读的?

  • 事务A、B交替执行,事务A被事务B干扰到了,因为事务A读取到事务B未提交的数据,这就是脏读
  • 在一个事务范围内,两个相同的查询,读取同一条记录,却返回了不同的数据,这就是不可重复读。
  • 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,这就是幻读。

    锁篇

  1. MySQL中有哪几种锁,列举一下?
  2. 锁分哪几种,行锁是锁在哪里的?
  3. 间隙锁了解吗?唯一索引有间隙锁吗?
  4. 数据库的乐观锁和悲观锁你怎么理解的?select for update有什么含义,
  5. MVCC是什么,是如何实现的,算法说一下?

    索引篇

  6. MySQL引擎Innodb和Myisam有哪些区别?

  7. InnoDB引擎的4大特性你能说一下嘛?
  8. 了解change buffer 的使用场景吗,说一说
  9. MySQL的innodb的索引是怎么实现的?为什么用B+树,优点是什么,与B树的区别是什么?
  10. B+树索引的最底层单元是什么?什么决定了B+树的高度?B+树的叶子节点是单向链表还是双向链表?
  11. 聚集索引与非聚集索引的区别
  12. 非聚集索引一定会回表查询吗?
  13. InnoDB引擎中的索引策略
  14. 索引的创建原则
  15. 索引什么情况下失效,联合索引什么时候失效,覆盖索引、回表等这些,了解过吗?
  16. 为什么不用UUID做主键,影响的写入性能还是读取性能?如果业务上能保证唯一性,那么还需要建唯一索引吗?会影响写入性能吗?
  17. MySQL 自增主键什么情况下顺序会出现断裂?
  18. 假设一个a+b+c 的组合索引,只用 b+c 可以查到吗?

    TroubleShooting&&优化篇

  19. 慢查询怎么处理?explain的type有几种类型,你常见的有哪几种?

  20. MySQL的高可用是怎么做的
  21. MySQL 遇到过死锁问题吗,你是如何解决的?
  22. 数据库自增主键可能遇到什么问题?自增主键用完了怎么办?
  23. MySQL数据库CPU飙升的话,需要怎么处理?
  24. 你们的MySQL数据量有多大,如果某个表有近千万数据,如何分库分表?
  25. 超大分页怎么处理?
  26. 你是如何监控你们的数据库的?你们的慢日志都是怎么查询的?
  27. 分库分表以后如何查询,如何做分布式事务
  28. MySQL主从同步的过程是什么样的?
  29. MySQL的主从延迟,你知道怎么解决吗?
  30. 日常工作中你是怎么优化SQL的?
  31. Explain执行计划是做什么的?可以说一下嘛?
  32. 你知道Profile吗?使用场景是什么呢?
  33. 项目中数据库连接池是怎么用的?为什么需要数据库连接池呢

    参考