MySQL

分库分表

• 分库：数据库扩展到多个物理节点。
• 分表：表分块保存到不同数据库中。
• Mycat： bin中的dataMigrate脚本执行扩容/缩容过程。

事务隔离级别

• 未提交读：出现脏读。
• 已提交读：不可重复读。
• 可重复读：幻读。
• 串行化。

索引

• B+树：IO次数少，查询性能稳定，范围查询更简便。
• Hash：等值查询。
• SQL优化：
  • 慢日志查询，explain分析
    • type为index或all。
    • extra为文件排序或者临时表，需要优化。
  • 合理安排联合索引的顺序；
  • 最左匹配原则；
  • 最左前缀原则。
• 聚集索引：索引的逻辑顺序与存储的物理顺序相同。
• 非聚集索引：回表问题，覆盖索引解决。
• 密集索引：密集索引的每个搜索码都对应一个索引值。
• 稀疏索引：部分索引码建立索引项。
• 唯一索引：第一个满足就返回。
• 普通索引：满足一直查询，直到不满足。
• 索引维护：更新索引统级信息，删除索引碎片。
• 页：Innodb存储的基本结构。头部数据保存两个指针分别指向上下页，主体数据关注数据和索引的存储。
• 索引的更新：

	唯一索引	普通索引
记录要更新的页在内存中	没有冲突则插入值	插入值
记录要更新的目标页不在内存中	读取到内存中，没有冲突则插入值	将更新记录在change buffer（节省随机读磁盘的IO消耗）中

• 没有使用索引的情况下InnoDB会使用表级锁。
• 相关操作：
  • 同一个表最多创建16条。
  • 创建：create 索引名称 on 表名(字段)
  • 查看索引：show index from 表名
• 适合建立索引的字段：
  • 表的主键，外键
  • 数据量超过300
  • 用于连接的字段
  • where子句中的字段
• 不走索引的情况：
  • 索引列存在函数运算
  • 索引列存在隐式转换
  • 模糊查询%
  • or条件中存在字段没有索引
  • 优化器弃用索引扫描，使用全表扫描。
• “空洞”问题
  • 删除行时，行标记为“已删除”，没有物理删除，空间没有释放。
  • InnoDB的Purge线程会异步清理没用的索引和行，但不释放空间导致形成“空洞”。
  • “空间”长度不足不能用来存新的行。
  • 清理空洞：MyISAM使用optimize table命令；InnoDB通过转换数据引擎，重写数据。

MVCC

• 解决了RC隔离级别和RR隔离级别下读同一行和写同一行两个事务的并发问题。

• 隐藏列：行ID，事务ID，回滚指针。回滚指针指向行ID。

• undo log存放版本链（回滚指针指向行ID）。

• read view（可见性判断）：通过回滚指针指向的行ID，取出事务ID，比较事务ID，保证获取的版本是当前最稳定的版本。

• RC隔离级别下每次读取生成read view；RR隔离级别下只有第一次读取生成read view，之后都是复用第一次的read view。

锁

• 全局锁：全局逻辑备份。
• 表锁：读锁不互斥，写锁互斥。
• 行锁：两阶段锁协议，所有事务分两阶段对事务进行加锁和解锁。
• gap锁（间隙锁）：防止同一事务的两次当前读出现幻读。除了唯一索引的唯一搜索外都会获取gap锁或next-key锁（行锁+间隙锁）。
• 读写锁。
• 死锁（两种解决办法）：超时检测：等待直到超时；死锁检测：发现死锁主动回滚某个事务。
• 热点行：死锁消耗CPU，可临时关闭。控制并发度。分治。
• Innodb如何加锁：Record lock：对索引项加锁。Gap lock：对索引项之间的间隙加锁；Next-Key锁：前两种的组合。

log

• undo log：回滚行记录到某个版本。
• redo log：记录数据页的物理修改，恢复提交后的物理数据页。
• bin log：记录数据库增删改，用于数据恢复。
• MySQL日志两段式提交：先更新redo log，redo log设置为prepare状态；再更新bin log，redo log设置为commit。目的是两份日志同步。

MySql主从同步

• 数据库主从同步延迟：主数据库负责数据的写，更新到从数据库；多个从数据库负责数据的读取。

• 主库发送bin log；从库接收bin log，写relay log。

• 异步复制，半同步复制（反馈给主库后告知当前session操作完成）。

范式

• 1NF：原子性约束，每个属性不可再分
• 2NF：唯一性约束，非主属性完全依赖主属性
• 3NF：冗余性约束，非主属性对主属性不存在传递函数依赖

MySql优化

• 存储引擎

• 缓存

  Hibernate的缓存机制：

  一级缓存（Session级别）：只能当前事务访问，内置的不能卸载。

  二级缓存（SessionFactory级别）：被所有事务共享访问，可选的。不支持分布式缓存，可使用redis代替。

• 索引

• 分库分表

• 主从复制，读写分离

• 备份

MyBatis的实现原理

• mybatis应用程序通过SqlSessionFactoryBuilder从mybatis-config.xml配置文件（也可以用Java文件配置的方式，需要添加@Configuration）来构建SqlSessionFactory（SqlSessionFactory是线程安全的）。
• SqlSessionFactory的实例直接开启一个SqlSession。
• 通过SqlSession实例获得Mapper对象并运行Mapper映射的SQL语句，完成对数据库的CRUD和事务提交。
• 关闭SqlSession。

Hibernate的实现原理

• 利用反射原理，将实体类中的字段按照xml配置或者annotation解析成一条或者多条sql语句，然后放入数据库执行。

InnoDB如何实现事务

事务特性，怎么保证

• 原子性：undo log
• 一致性：其他三种特性保证
• 隔离性：锁和MVCC
• 持久性：redo log

多线程连接数据库

• 在多线程环境下，Connection不是线程安全的。
• 数据库连接池中：非事务场景下线程依次调用方法可能使用不同的Connection实例；事务场景下，transaction只会使用此Connection。