JAVA面试——数据库

 

• 基础：
• 基本存储结构：页（大小16KB）
• 各个数据页组成双向链表，每个数据页的记录组成单向链表
• 索引：
• 数据库中一个或几个列以特定数据结构存储（B-Tree Hash），减少查找时间（将无序的数据变成有序）
• 聚簇索引 & 非聚簇索引：
• 按照数据存放的物理位置为顺序，提高多行检索速度
• 加快单行检索
• 聚集索引 & 非聚集索引：
• 聚集索引：
• 以主键创建的索引
• 叶子节点存放表中数据
• 非聚集索引
• 以非主键创建的索引
• 叶子节点存放主键和索引列
• 覆盖索引：把要查询出来的列和索引是对应的（主键+值）
• 唯一索引 & 主键索引 & 聚集索引： 
• 不允许两行具有相同索引值的索引
• 主键值唯一，使用主键进行索引时，允许对数据的快速访问
• 行的物理顺序与逻辑顺序相同，数据访问速度更快
• B-树（平衡多路查找树）
• 每个节点最多有m个分支
• 节点有n-1个关键字，有n个分支
• 叶子节点处于同一层
• 根节点不是叶子节点至少2个分支，非根非叶子节点至少有ceil(m/2)个分支
• B+树
• 分支数=索引数
• 每个节点大小等于一页的大小（16KB）
• 顺序扫描速度快
• 通过顺序访问指针提高区间查询性能
• 磁盘预读特性，相邻节点预先载入
• InnoDB B+Tree索引：主索引、辅助索引
• 主索引：叶子节点data域记录完整数据记录，聚簇索引
• 辅助索引：叶子节点data域记录主键值
• 哈希索引
• 键值换算成新的哈希值，根据哈希值定位
• 不适合范围查询检索
• 无法利用索引完成排序
• 不适合多列联合索引的最左匹配规则
• 最左匹配规则：复合索引，会首先对最左边的数据进行排序，一直向右匹配直到遇到范围查询
• 数据库事务：
• 作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作
• 提供隔离方法，防止相互干扰
• 提供从失败恢复正常的方法
• ACID
• 数据库隔离级别：
• 脏读
• A读取B已经更新但是未提交的事务，B回滚后A读到的就是临时无效的内容
• 不可重复读
• A事务需要读取一个字段两次，两次读取过程中，B更新了字段，导致A两次读取的内容值不同
• 幻读
• A读取若干行数据，B插入或删除等方式修改A读取的结果集；与不可重复读的区别在于，幻读是增加或删除行，不可重复读是修改
• 四个隔离级别
• 读未提交（脏读）
• 读已提交（不可重复读）、语句级别的快照
• 可重复读（幻读）事务级别的快照
• 串行：事务一个接一个串行执行，不能并发
• 锁的种类
• 
• 内容
• 表锁（MySQL）
• 页锁（BerkeleyDBA）
• 行锁（InnoDB）
• 性质
• 共享锁（S） ：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE
• 独占锁、排他锁（X）：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE
• 更新锁（意向锁）
• 悲观锁与乐观锁
• 悲观锁
• 数据处理过程中，数据处于锁定状态
• 依靠数据库的锁机制
• 举例：select * from xxx for update （for update相当于加排他锁）
• 乐观锁
• 悲观锁性能开销大（长事务）
• 基于数据版本
• 间隙锁GAP
• 对符合条件范围内的已有数据记录的索引项加锁，同时也会对间隙加锁
• 在可重复读隔离级别下使用
• 防止幻读
• 数据库范式：
• 第一范式：强调列的原子性，列不能拆分
• 第二范式：一个表有一个主键，没有包含在主键中的列完全依赖于主键
• 第三范式：非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递以来
• PrepareStatement & Statement区别
• PrepareStatement预编译后放在缓存中，下次执行无需编译，更加安全，避免SQL注入
• 优点：
• 防注入攻击
• 多次执行速度快
• 防止数据库缓冲区溢出
• 代码可维护性高
• 
• 内连接（inner join）、左外连接（left outer join）、右外链接（right outer join）、自然连接
• 数据库缓存性能优化：
• 将磁盘IO转化为内存IO
• Query cache：
• 针对select，缓存ResultSet
• 对sql语句hash，在query cache中找缓存
• 数据变化频繁时效率低
• binlog cache size：
• 二进制日志记录