面试必问：数据库 高频面试题！
这些都是面试常见的问题，看看下面的问题你都能答得上来吗？1.三大范式是什么，它们在数据库筹划中的作用是什么？
2. 为什么在优化 SQL 查询时必要使用 EXPLAIN 命令？它能提供哪些关键信息？
3. 列举并扼要说明常见的索引范例
4. 请列举索引失效的几种常见场景
5. 在什么环境下应该使用索引来优化查询？
6. 什么是数据库事务？它的基本特性是什么？
7. 事务的隔离级别是什么？它怎样影响并发事务的执行？
8. 在数据库中，常见的并发问题有哪些？怎样通过事务管理避免这些问题？
9. 什么是 MVCC（多版本并发控制）？
10. 为什么 MySQL 默认的可重复读隔离级别能够在很大程度上避免幻读？在高并发环境下，这两种办理方案的效果怎样？
11. 数据库中的三种日志范例分别是什么？它们各自的作用是什么？
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1. 三大范式是什么，它们在数据库筹划中的作用是什么？
[*]1NF(第一范式) ：第一范式要求一行中的每个单元格都应该有单一值，且不能出现重复列。也就是说表中一行中的列值是一个而不能是多个，也不能出现重复的列。
[*]2NF(第二范式) ：在第一范式的底子上，第二范式要求每张表都应该有一个单一目的。也就是说这张表只能代表一种实体，而表中的每一列都应该用来描述那个实体。
[*]3NF(第三范式) ：在第二范式的底子上，第三范式表示，表中的列不能派生自其他列。也就是说表中的列不能通过其他列得到。
2. 为什么在优化 SQL 查询时必要使用 EXPLAIN 命令？它能提供哪些关键信息？
explain 命令
[*]作用：作用于你写的sql语句，数据库会返回一个执行筹划
[*]执行筹划会有许多字段
[*]type：指查询到所需行的方式，从好到坏的次序：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL
[*]possible_keys：候选的索引
[*]key：实际使用的索引
[*]rows：扫描行数
[*]filtered：所需数据行占rows的比例
3. 列举并扼要说明常见的索引范例
[*]按 数据布局 分类：B+树索引，Hash索引，Full-text索引
[*]按 物理存储 分类：聚簇索引(主键索引)，二级索引(辅助索引)
[*]按 字段特性 分类：主键索引，唯一索引，普通索引，前缀索引
[*]按 字段个数 分类：单列索引，联合索引
4. 请列举索引失效的几种常见场景
[*]对索引使用左或者右模糊匹配，如 like ‘%xx’，like ‘%xx%’
[*]对索引使用函数
[*]对索引举行表达式计算
[*]对索引隐式范例转换
[*]联合索引非最左匹配
[*]where子句中的 or
[*]数据量太小，MySQL觉得全表扫描更快
5. 在什么环境下应该使用索引来优化查询？
[*]字段具有唯一性限制
[*]经常用于 where查询条件的字段，如果不是一个字段，可以创建联合索引
[*]经常用于 group by 和 order by的字段，这样查询的时候就不必要再次排序了，创建索引后，在B+Tree中的记录都是排序好的。
6. 什么是数据库事务？它的基本特性是什么？
[*]事务是代表单个工作单元的一组SQL语句，当我们必要对数据库举行多次更改的环境下，要使用事务，我们希望所有这些更改作为一个单元一起成功或失败
[*]事务的四大特性 (ACID)
[*]原子性(Atomicity) ：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成；
[*]同等性(Consistency) ：事务完成后，数据库必须从一个同等状态转化到另一个同等状态,数据库始保持同等的状态；
[*]隔离性(Islation) ：一个事务的执行不应影响其他事务的执行；
[*]持久性(Durability) ：一旦事务提交，其结果应该永久生存在数据库中，纵然体系发生故障；
7. 事务的隔离级别是什么？它怎样影响并发事务的执行？
标准的SQL界说了4个事务隔离级别,隔离级别逐渐增高，性能和可扩展性逐渐降低，因为限制了并发。在MySQL中，默认的事务隔离级别是‘可重复读’。
[*]读未提交 ：答应读取未提交的数据，最低的隔离级别
[*]读已提交 ：给予了我们的事务一定的隔离，使得该事务只能读取已提交的数据，避免了脏读。
[*]可重复读 ：我们读取的数据是可重复和同等的，就算有其他事务更改了数据，我们会看到首次读取就创建的快照。
[*]序列化 ：它能保证当有别的事务在更新数据时，我们的事务能够知晓变更，如果有其他事务修改了可能影响查询结果的数据，我们的事务必须等它们完成，这样事务就会按序列化执行。
8. 在数据库中，常见的并发问题有哪些？怎样通过事务管理避免这些问题？
[*]丢失更新
[*]当两个事务实验更新类似的数据并且没有上锁时，就会发生这种环境，比如两个事务更新同一条记录的差别列的信息，较晚提交的事务会覆盖较早事务做的更改，使得较早事务做的更改缺失。
[*]使用锁，防止两个事务同时更新同样的数据，MySQL提供的默认锁的锁粒度是行级锁。
[*]脏读
[*]一个事务读取了尚未被提交的数据，如果该数据被退回的话，该事务就是读取了一个不存在的数据,就是脏读。
[*]为了办理这个问题，我们必要为事务创建隔离级别，“读已提交”，这样事务修改的数据不会立马被其他事务读取，除非它提交了。
[*]不可重复读(差别等读)
[*]当我们在事务中添加更多隔离时，我们可以保证事务只能读取已提交的数据，但如果在事务过程中，读取了某个数据两次，并得到了差别的结果就是不可重复读问题。
[*]我们就必要增长事务隔离级别，我们要将它与其他事务隔离，“可重复读”，确保数据更改对该事务不可见，只看事务开始前那一刻的数据信息。
[*]幻读
[*]对于突然出现或者缺失的数据，我们无法在查询中看到它们，因为它们是在执行查询后才添加、更新、删除的。
[*]为此，我们有另一个隔离级别为”序列化“，它能保证当有别的事务在更新数据时，我们的事务能够知晓变更，如果有其他事务修改了可能影响查询结果的数据，我们的事务必须等它们完成，这样事务就会按序列化执行。
9. 什么是 MVCC（多版本并发控制）？
MVCC（多版本并发控制） 是一种用于数据库管理体系的并发控制机制，它的目的是提高数据并发访问的服从，减少锁竞争，降低对锁的依赖。MVCC具体实现是通过 Read View和版本链机制。
[*]Read View 是实现 MVCC 机制的一个关键概念，包罗四个告急字段：
[*]m_ids：当前数据库中活跃事务的事务 ID 列表，活跃事务是指已启动但尚未提交的事务。
[*]min_trx_id：指的是 m_ids 中的最小事务 ID。
[*]max_trx_id：数据库中最大的事务 ID 加 1。也就是说，它表示当前数据库中还未提交的最大事务 ID。
[*]creator_trx_id：创建该 Read View 的事务 ID。
[*]在 InnoDB 存储引擎中，每条记录的行格式包罗两个隐藏字段：
[*]trx_id：每当一个事务对某条记录举行更改时，体系会将该事务的事务 ID 记录在 trx_id 中。
[*]roll_pointer：每次修改记录时，旧版本的记录会被写入 undo 日志，这个字段指向旧版本记录的地点，通过这个指针可以追溯到修改前的记录，这就是所谓的版本链。
具体实现过程：
[*] 通过 Read View 和版本链机制，InnoDB 实现了事务的并发控制。在事务开始时，体系会创建一个 Read View，并根据该事务的可见性来读取数据：
[*]可见的事务 ID 是小于 min_trx_id 的事务 ID，这些事务的数据对当前事务是可见的。
[*]不可见的事务 ID 是大于即是 max_trx_id 的事务 ID，当前事务无法读取这些事务的数据。
[*] 当查询数据时，体系会查抄每条记录的 trx_id 来判定其是否符合事务的可见性要求。如果该记录的 trx_id 不符合，则体系会通过 roll_pointer 找到该记录的旧版本，从而实现数据的读取。
[*] 通过这种机制，InnoDB 能够在高并发环境下保持事务的隔离性，同时确保每个事务能读取到基于其创建时的 Read View 可见的数据。这种多版本并发控制（MVCC）技能有效地办理了读写冲突的问题，并答应事务以同等的方式读取数据。
10. 为什么 MySQL 默认的可重复读隔离级别能够在很大程度上避免幻读？在高并发环境下，这两种办理方案的效果怎样？
[*]MySQL固然支持4种隔离级别，但是与SQL标准种规定的各级隔离级别答应发生的现象却有些出入。MySQL InnoDB引擎的默认隔离级别固然是可重复读，但是它很大程度上避免了幻读现象，办理的方案有两种：
[*]针对快照读，普通的select语句，是通过MVCC的方式办理了幻读。
[*]针对当前读，select…for update等，是通过加临界锁(记录锁+间隙锁)。当执行当前读时，会在范围加上临界锁，其他事务如果在锁的范围内插入或删除一条记录，就会被阻塞，很好地避免了幻读问题。
11. 数据库中的三种日志范例分别是什么？它们各自的作用是什么？
[*]undo log(回滚日志) ：是InnoDB存储引擎层生成的日志，实现了事务中的原子性，主要用于事务回滚和MVCC
[*]redo log(重做日志) ：是InnoDB存储引擎层生成的日志，实现了事务中的持久性，主要用于掉电等故障规复。
[*]binlog(归档日志) ：是Server层生成的日志，主要用于数据备份和主从复制。
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