MySQL面试-1

InnoDB中ACID的实现

先说一下原子性是怎么实现的。事务要么失败，要么成功，不能做一半。聪明的InnoDB，在干活儿之前，先将要做的事情记录到一个叫undo log的日志文件中，如果失败了或者主动rollback，就可以通过undo log的内容，将事务回滚。

那undo log里面具体记录了什么信息呢？

undo log属于逻辑日志，它记录的是sql执行相关的信息。当发生回滚时，InnoDB会根据undo log的内容做与之前相反的工作，使数据回到之前的状态

那隔离性怎么实现呢？

MySQL能支持Repeatable Read这种高隔离级别，主要是锁和MVCC一起努力的结果。我先说锁吧。事务在读取某数据的瞬间，必须先对其加行级共享锁，直到事务结束才释放；事务在更新某数据的瞬间，必须先对其加行级排他锁，直到事务结束才释放；为了防止幻读，还会有间隙锁进行区间排它锁定。
然后是MVCC，多版本并发控制，主要是为了实现可重复读，虽然锁也可以，但是为了更高性能考虑，使用了这种多版本快照的方式。
因为是快照，所以一个事务针对同一条Sql查询语句的结果，不会受其它事务影响。

MySQL为什么用树做索引？

一般而言，能做索引的，要么Hash，要么树，要么就是比较特殊的跳表。Hash不支持范围查询，跳表不适合这种磁盘场景，而树支持范围查询，且多种多样，很多树适合磁盘存储。所以MySQL选择了树来做索引。

MySQL锁的分类吧。

MySQL从锁粒度粒度上讲，有表级锁、行级锁。从强度上讲，又分为意向共享锁、共享锁、意向排它锁和排它锁。

间隙锁就是对索引行进行加锁操作，不仅锁住其本身，还会锁住周围邻近的范围区间。间隙锁的目的是为了解决幻影读，但也因此带来了更大的死锁隐患。
比如，一个任务表里面有个状态字段，是一个非唯一索引，有一个任务id，是唯一索引。一个sql将状态处于执行中的任务设置为等待中，另一个sql正好通过任务id更新在范围内的一条任务信息。那么因为是在不同索引加锁的，所以都能成功。但是最后去更新主键数据的时候，就会死锁。

那要怎么找到MySQL执行慢的语句呢？

我们可以看慢查询日志，它是MySQL提供的一种日志记录，用来记录在MySQL中响应时间超过阀值的语句，这个阈值通常默认为10s，也可以按需配置。
Mysql是默认关闭慢查询日志的，所以需要我们手动开启。set global slow_query_log=1

那找到慢语句之后，怎么查看它的执行计划？

使用explain命令，它可以获取到MySQL语句的执行计划，包括会使用的索引、扫描行数、表如何连接等信息。通过这个命令，我们很容易就看出一条语句是否使用了我们预期的索引，并进行相应的调整。

MySQL如果查询压力太大该怎么办？

如果SQL语句已经足够优秀。那么就看请求压力是否符合二八原则，也就是说80%的压力都集中在20%的数据。如果是，我们可以增加一层缓存，常用的实现是在MySQL前加个Redis缓存。当然，如果实在太大了，那么只能考虑分库分表啦。

如果是写入压力太大呢？

写缓冲。一般而言可以增加消息队列来缓解。这样做有两个好处，一个是缓解数据库压力，第二个可以控制消费频率。

如果发现线上Insert导致cpu很高，你会怎么解决？

1.查看是不是请求量突然飙升导致，如果是攻击，则增加对应的防护；
2.查看是否因为数据规模达到一个阈值，导致MySQL的处理能力发生了下降；
3.查看二级索引是否建立过多，这种情况需要去清理非必要索引。

Count操作的性能怎么优化？

第一种，是用Redis缓存来计数。每次服务启动，就将个数加载进Redis，这种方案适用于对数据精确度，要求不是特别高的场景。
第二种，为count的筛选条件建立联合索引。这样可以实现索引覆盖，在二级索引表中就可以得到结果，不用再回表，回表可是O(n)次随机I/O呢。这种方案适用于有where条件的情况，并且与其它方案不冲突，可共同使用。第三种，可以多维护一个计数表，通过事务的原子性，维持一个准确的计数。这种方案适用于对数据精度高，读多写少场景。
你对MySQL分表有了解吗？
随着业务持续扩张，单表性能一定会达到极限，分表是把一个数据库中的数据表拆分成多张表，通过分布式思路提供可扩展的性能。
那你做过的项目中，分表逻辑怎么实现的？
分表逻辑一定是在一个公共的，可复用的位置来实现。我之前做的项目，是实现了一个本地依赖包，即将分表逻辑写在公共的代码库里，每个需要调用服务的客户方都集成该公共包，就接入了自动分表的能力。优点在于简单，不引入新的组件，不增加运维难度。缺点是公共包更改后每个客户端都需要更新。

如果初期没做分表，已有3000W数据，此时要分库分表怎么做？

最复杂的情况，持续比较大的访问流量下，并且要求不停服。我们可以分几个阶段来操作：
1. 双写读老阶段：通过中间件，对write sql同时进行两次转发，也就是双写，保持新数据一致，同时开始历史数据拷贝。本阶段建议施行一周；
2. 双写双读阶段：采用灰度策略，一部分流量读老表，一部分流量读新表，读新表的部分在一开始，还可以同时多读一次老表数据，进行比对检查，观察无误后，随着时间慢慢切量到新表。本阶段建议施行至少两周； 3. 双写读新阶段：此时基本已经稳定，可以只读新表，为了安全保证，建议还是多双写一段时间，防止有问题遗漏。本阶段建议周期一个月； 4. 写新读新阶段：此时已经完成了分表的迁移，老表数据可以做个冷备；

MySQL都有哪些锁？举出所有例子，各个锁的作用是什么？区别是什么？
1.从数据操作的类型分类
共享锁（S锁）：也称为读锁，对于其他事务而言是可读不可写的。多个事务可以同时持有共享锁，并且共享锁之间不会互斥。
排他锁（X锁）：也称写锁，对于其他事务而言是不可读也不可写的，确保在多个事务中，对同一资源，只有一个事务能写入，并防止其他用户读取正在写入的资源。
2.从锁的粒度分类
2.1 表锁（Table Lock）
锁定整张表。表锁又可分为：表级别的S锁和X锁、意向锁、元数据锁、自增锁
2.11 表级别的S锁和X锁
一般情况下，不会使用到InnoDB中提供的表级别的S锁和X锁，只会在一些特殊情况下，比方说崩溃恢复过程中用到；而在MyISM比较常用。
2.1.2 意向锁
假如有事务T1和T2，T1获取了某表中最后一行记录的行锁（S锁），此时T2想加表锁（X锁），这是不允许的（S锁和X锁互斥），但是T2并不知道该表有没有加过行锁，需要一行一行的去检查，直到最后一行，效率非常低。但是如果有意向锁的话，T1获取行锁时，会额外加上表级别的意向锁，告诉其他事务该表已经有人加过锁了。此时T2只需要检查该表上是否有意向锁即可。
意向锁的作用就是加快表锁的检查过程。
意向锁是由存储引擎自己维护的，用户无法手动获取，在为数据行加共享/排他锁之前，InooDB会先获取该数据所在表的对应意向锁。意向锁可分为：
●意向共享锁（IS）：事务有意向对表中的某些行加共享锁（S锁），会自动加上意向共享锁
●意向排他锁（IX）：事务有意向对表中的某些行加排他锁（X锁），会自动加上意向排它锁
2.1.3 自增锁
表中有自增列时，插入记录会使用到自增锁，一个事务持有自增锁时，其他事务的插入语句会被阻塞。了解即可。
2.1.4 元数据锁
在对某个表执行一些诸如ALTER TABLE 、DROP TABLE这类的DDL语句时，其他事务对这个表并发执行诸如SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE的语句会发生阻塞。同理，某个事务中对某个表执行SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE语句时，在其他事务中对这个表执行DDL语句也会发生阻塞。这个过程其实是通过在server层使用一种称之为元数据锁（英文名： Metadata Locks ，简称 MDL）结构来实现的。
MDL主要是为了避免DML和DDL冲突，保证读写的正确性。
2.2 行锁
2.21 记录锁（Record Locks）
记录锁就是行级别的X锁和S锁，仅仅锁住一行记录，分S型记录锁和X型记录锁；
2.22 间隙锁（Gap Locks）
gap锁的提出仅仅是为了防止插入幻影记录而提出的，没有额外其他功能。
2.23 临键锁（Next-Key Locks）
InnoDB默认的锁就是Next-Key locks。
临键锁 = 记录锁 + 间隙锁
在可重复读隔离级别下默认加的行锁就是临键锁，防止幻读。但是有些时候InnoDB会将它优化为记录锁或间隙锁：
2.3全局锁
全局锁就是对整个数据库实例加锁。当你需要让整个库处于只读状态的时候，可以使用这个命令，主要是做全库逻辑备份；备份时应该锁定整个库，保证数据的完整性。
3.从锁的态度分类
分为悲观锁和乐观锁。需要注意的是，乐观锁和悲观锁并不是锁，而是锁的设计思想。
1.悲观锁（Pessimistic Locking）
假设最坏的情况，每次操作数据都会加上锁，如行锁、表锁等，都是在做操作之前先上锁，当其他线程想要访问数据时，都需要阻塞挂起。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现。
2.乐观锁（Optimistic Locking）
乐观锁认为对同一数据的并发操作不会总发生，属于小概率事件，不用每次都对数据上锁，它不采用数据库自身的锁机制，而是通过程序来实现。
在程序上，我们可以采用版本号机制或者CAS机制实现。乐观锁适用于多读和冲突不激烈的应用类型，这样可以提高吞吐量。在Java中通过CAS实现的。
4.死锁
●直接进入等待，直到超时。这个超时时间可以通过参数innodb_lock_wait_timeout来设置。
●发起死锁检测，发现死锁后，主动回滚死锁链条中的某一个事务，让其他事务得以继续执行。将参数innodb_deadlock_detect设置为on ，表示开启这个逻辑。