MySQL 常见的开放性问题

有一个超级大表，如何优化分页查询？

超级大表的分页优化分有以下两种方式：

• 数据库层面优化：利用子查询优化超多分页场景，比如：SELECT a.* FROM 表 1 a, (select id from 表 1 where 条件 LIMIT 100000,20 ) b where a.id=b.id ，先快速定位需要获取的 id 段，然后再关联查询。MySQL 并不是跳过 offset 行，而是取 offset+N 行，然后返回放弃前 offset 行，返回 N 行，那当 offset 特别大的时候，效率就非常的低下，要么控制返回的总页数，要么对超过特定阈值的页数进行 SQL 改写，利用子查询先快速定位需要获取的 id 段，然后再关联查询，就是对分页进行 SQL 改写的具体实现；
• 程序层面优化：可以利用缓存把查询的结果缓存起来，这样再下一次查询的时候性能就非常高了。

线上修改表结构有哪些风险？

线上修改表结构有可能 MySQL 服务器阻塞，因为在执行 DML（select、update、delete、insert）操作时，会给表增加一个元数据锁，这个元数据锁是为了保证在查询期间表结构不会被修改，而执行修改表结构时，必须要等待元数据锁完成之后才能执行，这就可能造成数据库服务器的阻塞。

在 MySQL 5.6 开始提供了 online ddl 功能，允许一些 DDL（create table/view/index/syn/cluster）语句和 DML 语句并发，在 5.7 版本对 online ddl 又有了增强，这使得大部分 DDL 操作可以在线进行，详见：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-create-index-overview.html
这使得在线上修改表结构的风险变的更大，如果在业务开发过程中必须在线修改表结构，可以参考以下方案：

• 尽量在业务量小的时间段进行；
• 查看官方文档，确认要做的表修改可以和 DML 并发，不会阻塞线上业务；
• 推荐使用 percona 公司的 pt-online-schema-change 工具，该工具被官方的 online ddl 更为强大，它的基本原理是：通过 insert...select... 语句进行一次全量拷贝，通过触发器记录表结构变更过程中产生的增量，从而达到表结构变更的目的。比如，要对 A 表进行变更，它的主要流程为：

1）创建目的表结构的空表 A_new；

2）在A表上创建触发器，包括增、删、改触发器；

3）通过 insert...select...limit N 语句分片拷贝数据到目的表；

4）Copy完成后，将 A_new 表 rename 到 A 表。

查询长时间不返回可能是什么原因？应该如何处理？

查询速度慢的原因很多，常见如下几种： 1）查询字段没有索引或者没有触发索引查询，没有触发索引查询的情况如下： 不会使用索引的情况如下：

• 以 % 开头的 like 查询不会使用 b-tree 索引；
• 数据类型出现隐式转换时不会使用索引，比如，某列是 varchar 类型，却使用了columnname=1 的查询语句，这是不会使用索引，正确触发索引的查询语句为：columnname='1' ；
• 不符合最左前缀原则；
• 如果查询条件有 or 分割，or 前面的使用索引，or 后面的未使用索引，则不会使用索引，因为即使 or 之前的使用了索引，但是 or 之后的也需要全表查询，索引就忽略索引，直接全表查询；
• 如果 MySQL 认为使用索引会比全表查询更慢，则不会使用索引。

2）I/O 压力大，读取磁盘速度变慢。 3）内存不足 4）网络速度慢 5）查询出的数据量过大，可以采用多次查询或其他的方法降低数据量 6）死锁，一般碰到这种情况的话，大概率是表被锁住了，可以使用 show processlist; 命令，看看 SQL 语句的状态，再针对不同的状态做相应的处理。

其中，当 State 列值为 Locked 时，表示被锁定。 其它关于查看死锁的命令： a）查看当前的事务：

select * from informationschema.innodbtrx;

b）查看当前锁定的事务：

select * from informationschema.innodblocks;

c）查看当前等锁的事务

select * from informationschema.innodblock_waits;

以上问题的解决方案如下：

1）正确创建和使用索引。 2）把数据、日志、索引放到不同的 IO 设备上，减少主数据库的 IO 操作。更换 MySQL 的磁盘为固态硬盘，以提高磁盘的 IO 性能。 3）升级内存，更换更大的内存。 4）提升网速，升级带宽。 5）用 Profiler 来跟踪查询，得到查询所需的时间，找出有问题的 SQL 语句，优化 SQL。 6）查询时值返回需要的字段。 7）设置死锁的超时时间，限制和避免死锁消耗过多服务器的资源。 8）尽量少用视图，它的效率低，对视图操作比直接对表操作慢,可以用存储过程来代替视图。不要用视图嵌套，嵌套视图增加了寻找原始数据的难度。

MySQL主从延迟的原因有哪些？

主从延迟可以根据 MySQL 提供的命令判断，比如，在从服务器使用命令： show slave status;，其中 SecondsBehindMaster 如果为 0 表示主从复制状态正常。 导致主从延迟的原因有以下几个：

• 主库有大事务处理；
• 主库做大量的增、删、改操作；
• 主库对大表进行字段新增、修改或添加索引等操作；
• 主库的从库太多，导致复制延迟。从库数量一般 3-5 个为宜，要复制的节点过多，导致复制延迟；
• 从库硬件配置比主库差，导致延迟。查看 Master 和 Slave 的配置，可能因为从库的配置过低，执行时间长，由此导致的复制延迟时间长；
• 主库读写压力大，导致复制延迟；
• 从库之间的网络延迟。主从库网卡、网线、连接的交换机等网络设备都可能成为复制的瓶颈，导致复制延迟，另外跨公网主从复制很容易导致主从复制延迟。

如何保证数据不被误删？

保证数据不被误删的方法如下列表：

• 权限控制与分配（数据库和服务器权限）
• 避免数据库账号信息泄露，在生产环境中，业务代码不要使用明文保存数据库连接信息；
• 重要的数据库操作，通过平台型工具自动实施，减少人工操作；
• 部署延迟复制从库，万一误删除时用于数据回档，且从库设置为 read-only；
• 确认备份制度及时有效；
• 启用 SQL 审计功能，养成良好 SQL 习惯；
• 启用 sqlsafeupdates 选项，不允许没 where 条件的更新/删除；
• 将系统层的 rm 改为 mv；
• 线上不进行物理删除，改为逻辑删除（将 row data 标记为不可用）；
• 启用堡垒机，屏蔽高危 SQL；
• 降低数据库中普通账号的权限级别；
• 开启 binlog，方便追溯数据。

MySQL服务器 CPU 飙升应该如何处理？

使用 show full processlist; 查出慢查询，为了缓解数据库服务器压力，先使用 kill 命令杀掉慢查询的客户端，效果如下：

然后再去项目中找到执行慢的 SQL 语句进行修改和优化。

MySQL 毫无规律的异常重启，可能产生的原因是什么？该如何解决？

可能是积累的长连接导致内存占用太多，被系统强行杀掉导致的异常重启，因为在 MySQL 中长连接在执行过程中使用的临时内存对象，只有在连接断开的时候才会释放，这就会导致内存不断飙升，解决方案如下：

• 定期断开空闲的长连接；
• 如果是用的是 MySQL 5.7 以上的版本，可以定期执行 mysqlresetconnection 重新初始化连接资源，这个过程会释放之前使用的内存资源，恢复到连接刚初始化的状态。

如何实现一个高并发的系统？

这道面试题涉及的知识点比较多，主要考察的是面试者的综合技术能力。高并发系统的设计手段有很多，主要体现在以下五个方面。

1）前端优化

① 静态资源缓存：将活动页面上的所有可以静态的元素全部静态化，尽量减少动态元素；通过 CDN、浏览器缓存，来减少客户端向服务器端的数据请求。 ② 禁止重复提交：用户提交之后按钮置灰，禁止重复提交。 ③ 用户限流：在某一时间段内只允许用户提交一次请求，比如，采取 IP 限流。

2）中间层负载分发

可利用负载均衡，比如 nginx 等工具，可以将并发请求分配到不同的服务器，从而提高了系统处理并发的能力。 nginx 负载分发的五种方式：

① 轮询（默认） 每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器不能正常响应，nginx 能自动剔除故障服务器。 ② 按权重（weight） 使用 weight 参数，指定轮询几率，weight 和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况，配置如下：

upstream backend { 
    server 192.168.0.14 weight=10; 
    server 192.168.0.15 weight=10; 
}

③ IP 哈希值（ip_hash） 每个请求按访问 IP 的哈希值分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决 session 共享的问题，配置如下：

upstream backend { 
    ip_hash; 
    server 192.168.0.14:88; 
    server 192.168.0.15:80; 
}

④ 响应时间（fair） 按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配，配置如下：

upstream backend { 
    fair; 
    server server1.com; 
    server server2.com; 
}

⑤ URL 哈希值（url_hash） 按访问 url 的 hash 结果来分配请求，和 IP 哈希值类似。

upstream backend {
    hash $request_uri;
    server server1.com; 
    server server2.com;   
}

3）控制层（网关层）

限制同一个用户的访问频率，限制访问次数，防止多次恶意请求。

4）服务层

① 业务服务器分离：比如，将秒杀业务系统和其他业务分离，单独放在高配服务器上，可以集中资源对访问请求抗压。 ② 采用 MQ（消息队列）缓存请求：MQ 具有削峰填谷的作用，可以把客户端的请求先导流到 MQ，程序在从 MQ 中进行消费（执行请求），这样可以避免短时间内大量请求，导致服务器程序无法响应的问题。 ③ 利用缓存应对读请求，比如，使用 Redis 等缓存，利用 Redis 可以分担数据库很大一部分压力。

5）数据库层

① 合理使用数据库引擎 ② 合理设置事务隔离级别，合理使用事务 ③ 正确使用 SQL 语句和查询索引 ④ 合理分库分表 ⑤ 使用数据库中间件实现数据库读写分离 ⑥ 设置数据库主从读写分离