MySQL常見6個考題在實際工作中的運用

題目一

MyISAM和InnoDB的區別,什麼時候選擇MyISAM

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InnoDB是目前MySQL主流版本(5.6、5.7、8.0)默認的存儲引擎,支持事務、外鍵、行級鎖,對於併發條件下要求數據的一致性,適用於對數據準確性要求高的場景。

MyISAM只支持表級鎖、數據排列是按照插入順序,沒有做規則排序。適合應用以查詢和插入為主,只有很少量的更新和刪除操作,對事務的完整性和併發性要求不是很高的場景。

實際運用

看到很多人在選擇存儲引擎的時候會無腦的選擇InnoDB,這個選擇合理的一點是如果對數據準確性要求沒有那麼高,直接用NoSQL就好了。用MySQL就是為了可靠啊。

但是實際工作中,我設計的數據庫中通常都會有幾張MyISAM的數據表,通常用來存儲歷史記錄,與使用InnoDB存儲實時記錄信息的配合使用。

舉個例子:比如一條物流信息,在實時的表裏存着目前物流的狀態:比如配送中。這條物流在歷史上經過了:正在通知快遞公司取件、XXX已收攬等,這張記錄表基本只有插入和查詢,並且丟失一箇中間狀態不影響當前結果,這就很合適用MyISAM。

題目二

簡述MySQL的MVCC多版本併發控制

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MVCC是對於事務隔離級別的讀已提交RC和可重複讀RR,基於樂觀鎖的實現。在LBCC(基於鎖的併發控制)RC、RR和串行化分別是通過加行鎖、間隙鎖和表鎖來基於悲觀鎖實現。而樂觀鎖的原理就是在特定的時間點(RC是每次讀時,RR是事務開始時)生成一個當前快照,讀數據讀取快照,只在提交時判斷是否有衝突,類似於git的branch和commit。

MVCC會在新開啓一個事務時,給事務裏包含的每行記錄添加一個當前事務ID和回滾指針。幷包含一個Read View,Read View裏保存了當前活躍的事務列表,小於這些列表的最近的事務ID才是可見的。這樣保證了讀到的都是已提交的事務。

實際運用

MVCC不僅可以用於數據庫,也是很常見的一種併發控制手段。比如使用有限狀態自動機來控制的訂單狀態,在更新訂單狀態的時候先查詢當前狀態,比如當前狀態是訂單未提交,則更新時update XXX set status='訂單已提交' where status='訂單未提交',如果執行這條語句時,status已經發生了改變,這條語句就執行失敗了。這樣不通過數據庫自身事務的MVCC,在業務邏輯裏也實現了MVCC思想的樂觀鎖設計。

題目三

分佈式鎖的實現方式

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主流有三種

1>基於數據庫

1.1>基於數據庫主鍵:插入一條數據,指定主鍵。如果有兩條插入會主鍵衝突,併發執行失敗

1.2>基於數據庫排他鎖:提交一個update事務,如果這個事務不提交,其他也對鎖定範圍內執行update就會阻塞,解決併發問題

2>基於緩存比如redis的setNX

3>基於zookeeper

實際運用

相信很多人選擇分佈式鎖都是選擇第二種,第三種雖然併發性差一下,如果本來就引入了zk,而沒有緩存,而分佈式鎖應用量又不那麼大,為了減少引入新組件帶來的風險和維護成本,也有可能選擇zk。很多人大概認為自己沒有用過基於數據庫的分佈式鎖,實際上在不使用MVCC的時代並不是這樣。

在使用spring進行業務開發的時候,常見的一種場景就是使用spring配置事務。默認級別是Repeatable Read可重複讀。在這裏面如果使用的是LBCC,一進入事務就加入一個排他鎖,比如insert、update、delete或者select XXX for update。然後做其他的,比如進行一個RPC調用。這時候一旦出現併發,只有一個能順利執行,其他都會被阻塞。實際上就相當於使用了分佈式鎖。

題目四

為什麼採用B 樹作為索引結構?

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如果採用Hash表,範圍查找需要全表掃描;如果採用二叉查找樹,由於無法保證平衡,可能退化為鏈表;如果採用平衡二叉樹,通過旋轉解決了平衡的問題,但是旋轉操作效率太低;如果採用紅黑樹,樹太高,IO次數多;如果採用普通B樹,節點要存數索引和數據,一個內存頁可存儲的數據還是少,另外範圍查找也需要多次IO;

而B Tree有三個特性:

1>非葉子節點不存儲data,只存儲索引(冗餘),可以放更多的索引

2>葉子節點包含所有索引字段

3>葉子節點用指針鏈接,提高範圍查詢的性能

實際運用

在分佈式場景下,我們的業務ID都是全局唯一的字符串。如果單純從業務上來考慮,用業務ID作為數據庫的主鍵就足夠了。可以DBA往往要求使用整型的自增主鍵作為數據庫主鍵,而這個主鍵對業務來説就是個浪費,沒有任何業務含義。

如果瞭解了索引的底層結構就不難理解

1>整型比字符串佔用更少的空間

2>同時大小比較也很快

3>之所以要自增是每次插入新的記錄,對於葉子節點來説:記錄會順序的添加到當前索引節點的後續位置,當一頁寫滿,會自動開闢一個新的頁。而如果使用非自增主鍵,就需要插入的時候移動數據,甚至目標頁面可能已經被回寫到磁盤上而從緩存中清掉,此時又要讀回來。分頁操作造成大量的碎片,必須通過優化操作重建表並優化填充頁面。

題目五

什麼叫做覆蓋索引?

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只需要在一棵輔助索引樹上就可以獲取SQL所需要的所有列數據,不需要回表。

實際運用

一些持久層框架比如mybatis的generator插件可以自動生成sql配置文件,這些配置文件往往效率很低。但是剛畢業的同學很多都不會去改這個文件,比如只需要個別列的時候會用java的lambda表達式等方式從邏輯上做處理。結果造成一些性能的問題。

我在根據一些條件進行範圍查找的時候,如果只需要返回ID或者個別列,會自己去改mybatis的generator自動生成的文件,原因是儘量使用覆蓋索引,較回錶速度快。

想驗證是否使用了覆蓋索引,可以用explain執行計劃,查看extra字段,如果只顯示Using index説明正確使用了覆蓋索引。如果extra為空或者除了using index還有filesort説明觸發了回表。

題目六

查詢在什麼時候不走索引

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主要三種情況

1>不滿足走索引的條件,常見的情況有

1.1>不滿足最左匹配原則

1.2>查詢條件使用了函數

1.3>or操作有一個字段沒有索引

1.4>使用like條件以%開頭

2>走索引效率低於全表掃描,常見的情況有

2.1>查詢條件對null做判斷,而null的值很多

2.2>一個字段區分度很小,比如性別、狀態

3>需要回表的查詢結果集過大,超過了配置的範圍

實際運用

使用索引是為了對查詢做優化,要衡量優化效果需要數據説話。所以需要一些工具來衡量,常用的有:

1>慢查詢日誌

開啓慢查詢日誌,可以針對慢SQL進行分析看看哪些可以用索引進行優化

2>show processlist

show processlist 語句可以查看當前正在執行的SQL,如果一些SQL執行慢,block了其他的SQL,這是個很好的工具

3>show profile分析SQL

使用這個工具可以分析出時間究竟耗費在哪個階段。先查詢是否支持

支持的話,可以用select @@profiling 查看是否開啓,如果結果為0説明未開啓。需要先set @@profiling=1;

這時候就可以用show profiles查看每一條SQL語句耗費的時間

show profile for query XXID 可以查看具體耗費在哪個階段

4>Trace分析優化器的執行計劃

使用set optimizer_trace='enabled=on',end_markers_in_json=on;可以打開trace分析,想查看具體的優化器執行計劃,只要執行

select * from `information_schema`.optimizer_trace即可

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