数据库篇

一、数据库连接池的实现原理

对于一个简单的数据库应用，由于对于数据库的访问不是很频繁。这时可以简单地在需要访问数据库时，就新创建一个连接，用完后就关闭它，这样做也不会带来什么明显的性能上的开销。但是对于一个复杂的数据库应用，情况就完全不同了。频繁的建立、关闭连接，会极大的减低系统的性能，因为对于连接的使用成了系统性能的瓶颈。

连接复用。通过建立一个数据库连接池以及一套连接使用管理策略，使得一个数据库连接可以得到高效、安全的复用，避免了数据库连接频繁建立、关闭的开销。

对于共享资源，有一个很著名的设计模式：资源池。该模式正是为了解决资源频繁分配、释放所造成的问题的。把该模式应用到数据库连接管理领域，就是建立一个数据库连接池，提供一套高效的连接分配、使用策略，最终目标是实现连接的高效、安全的复用。

数据库连接池的基本原理是在内部对象池中维护一定数量的数据库连接，并对外暴露数据库连接获取和返回方法。如：外部使用者可通过getConnection 方法获取连接，使用完毕后再通过releaseConnection 方法将连接返回，注意此时连接并没有关闭，而是由连接池管理器回收，并为下一次使用做好准备。

二、连接池还要考虑更多的问题

1、并发问题

为了使连接管理服务具有最大的通用性，必须考虑多线程环境，即并发问题。这个问题相对比较好解决，因为java语言自身提供了对并发管理的支持，使用synchronized关键字即可确保线程是同步的。使用方法为直接在类方法前面加上synchronized关键字，如：

publicsynchronized connection getconnection（）

2、多数据库服务器和多用户

对于大型的企业级应用，常常需要同时连接不同的数据库（如连接oracle和sybase）。如何连接不同的数据库呢？我们采用的策略是：设计一个符合单例模式的连接池管理类，在连接池管理类的唯一实例被创建时读取一个资源文件，其中资源文件中存放着多个数据库的url地址等信息。根据资源文件提供的信息，创建多个连接池类的实例，每一个实例都是一个特定数据库的连接池。连接池管理类实例为每个连接池实例取一个名字，通过不同的名字来管理不同的连接池。对于同一个数据库有多个用户使用不同的名称和密码访问的情况，也可以通过资源文件处理，即在资源文件中设置多个具有相同url地址，但具有不同用户名和密码的数据库连接信息。

3、事务处理

我们知道，事务具有原子性，此时要求对数据库的操作符合“all-all-nothing”原则即对于一组sql语句要么全做，要么全不做。

在java语言中，connection类本身提供了对事务的支持，可以通过设置connection的autocommit属性为false 然后显式的调用commit或rollback方法来实现。但要高效的进行connection复用，就必须提供相应的事务支持机制。可采用每一个事务独占一个连接来实现，这种方法可以大大降低事务管理的复杂性。

4、连接池的分配与释放

连接池的分配与释放，对系统的性能有很大的影响。合理的分配与释放，可以提高连接的复用度，从而降低建立新连接的开销，同时还可以加快用户的访问速度。

对于连接的管理可使用空闲池。即把已经创建但尚未分配出去的连接按创建时间存放到一个空闲池中。每当用户请求一个连接时，系统首先检查空闲池内有没有空闲连接。如果有就把建立时间最长（通过容器的顺序存放实现）的那个连接分配给他（实际是先做连接是否有效的判断，如果可用就分配给用户，如不可用就把这个连接从空闲池删掉，重新检测空闲池是否还有连接）；如果没有则检查当前所开连接池是否达到连接池所允许的最大连接数（maxconn）如果没有达到，就新建一个连接，如果已经达到，就等待一定的时间（timeout）。如果在等待的时间内有连接被释放出来就可以把这个连接分配给等待的用户，如果等待时间超过预定时间timeout 则返回空值（null）。系统对已经分配出去正在使用的连接只做计数，当使用完后再返还给空闲池。对于空闲连接的状态，可开辟专门的线程定时检测，这样会花费一定的系统开销，但可以保证较快的响应速度。也可采取不开辟专门线程，只是在分配前检测的方法。

5、连接池的配置与维护

连接池中到底应该放置多少连接，才能使系统的性能最佳？系统可采取设置最小连接数（minconn）和最大连接数（maxconn）来控制连接池中的连接。最小连接数是系统启动时连接池所创建的连接数。如果创建过多，则系统启动就慢，但创建后系统的响应速度会很快；如果创建过少，则系统启动的很快，响应起来却慢。这样，可以在开发时，设置较小的最小连接数，开发起来会快，而在系统实际使用时设置较大的，因为这样对访问客户来说速度会快些。最大连接数是连接池中允许连接的最大数目，具体设置多少，要看系统的访问量，可通过反复测试，找到最佳点。

如何确保连接池中的最小连接数呢？有动态和静态两种策略。动态即每隔一定时间就对连接池进行检测，如果发现连接数量小于最小连接数，则补充相应数量的新连接以保证连接池的正常运转。静态是发现空闲连接不够时再去检查。

四.实际开发中有成熟的开源连接池供我们使用

理解了连接池的原理就可以了，没有必要什么都从头写一遍，那样会花费很多时间，并且性能及稳定性也不一定满足要求。事实上，已经存在很多流行的性能优良的第三方数据库连接池jar包供我们使用。如：

1.Apache commons-dbcp 连接池

下载：http://commons.apache.org/proper/commons-dbcp/

2.c3p0 数据库连接池

下载：http://sourceforge.net/projects/c3p0/

三、实现连接池的优点

1.资源重用

由于数据库连接得到重用，避免了频繁创建、释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一方面也增进了系统运行环境的平稳性（减少内存碎片以及数据库临时进程/线程的数量）。
2.更快的系统响应速度

数据库连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干数据库连接置于池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销，从而缩减了系统整体响应时间。
3.新的资源分配手段

对于多应用共享同一数据库的系统而言，可在应用层通过数据库连接的配置，实现数据库连接池技术，几年钱也许还是个新鲜话题，对于目前的业务系统而言，如果设计中还没有考虑到连接池的应用，那么快在设计文档中加上这部分的内容吧。某一应用最大可用数据库连接数的限制，避免某一应用独占所有数据库资源。
4． 统一的连接管理，避免数据库连接泄漏

在较为完备的数据库连接池实现中，可根据预先的连接占用超时设定，强制收回被占用连接。从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄漏。一个最小化的数据库连接池。

数据库常见问题

1.三个范式

即：属性唯一, 记录唯一, 表唯一

第一范式（1NF）：数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。

第二范式（2NF）：数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖（部分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定非关键字段的情况），也即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字。

第三范式（3NF）：在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。所谓传递函数依赖，指的是如果存在"A→B→C"的决定关系，则C传递函数依赖于A。因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：关键字段→非关键字段x→非关键字段y。

2. 数据抽象：物理抽象、概念抽象、视图级抽象,内模式、模式、外模式。

3. mysql数据库里面的NULL属性是什么意思？

允许空值的意思，允许空值和有默认值并不冲突，你插入数据时如果指定使用默认值，它会使用这个默认值0，如果插入数据时不指定这一列，它会保持空值的。

4.内联接,外联接区别？

内连接是保证两个表中所有的行都要满足连接条件，而外连接则不然。在外连接中，某些不满条件的列也会显示出来，也就是说，只限制其中一个表的行，而不限制另一个表的行。分左连接、右连接、全连接三种。

连接查询是将俩个或是俩个以上的表按照某个条件连接起来，从中选出需要的数据。连接查询是同时查询俩个或俩个以上的表示使用的。当不同的表中存在表示相同意义的字段时，可以通过该字段来连接着几个表。

内连接查询是一种常用的连接查询，内连接查询可以查询俩个或俩个以上的查询。

SELECT num,name(字段) form employee,department WHERE employee_id=department_id;

其中employee和department表的id表示都是相同的意义。

左连接查询，可以查询出“表名1”所指的表中的所有记录，而“表名2”所指的表中，只能查询出匹配的记录。（关键字：LEFT JOIN）

右连接查询，可以查询出“表名2”所指的表中的所有记录，而“表名1”所指的表中，只能查询出匹配的记录。（关键字：RIGHT JOIN）

5.触发器的作用？

触发器是一中特殊的存储过程，主要是通过事件来触发而被执行的。它可以强化约束，来维护数据的完整性和一致性，可以跟踪数据库内的操作从而不允许未经许可的更新和变化。可以联级运算。如，某表上的触发器上包含对另一个表的数据操作，而该操作又会导致该表触发器被触发。

6.回滚段的作用是什么

回滚段用于保存数据修改前的映象，这些信息用于生成读一致性数据库信息、在数据库恢复和Rollback时使用。一个事务只能使用一个回滚段。

事务回滚：当事务修改表中数据的时候，该数据修改前的值（即前影像）会存放在回滚段中，当用户回滚事务（ROLLBACK）时，ORACLE将会利用回滚段中的数据前影像来将修改的数据恢复到原来的值。

事务恢复：当事务正在处理的时候，例程失败，回滚段的信息保存在undo表空间中，ORACLE将在下次打开数据库时利用回滚来恢复未提交的数据。

读一致性：当一个会话正在修改数据时，其他的会话将看不到该会话未提交的修改。 当一个语句正在执行时，该语句将看不到从该语句开始执行后的未提交的修改（语句级读一致性），当ORACLE执行SELECT语句时，ORACLE依照当前的系统改变号（SYSTEM CHANGE NUMBER-SCN）来保证任何前于当前SCN的未提交的改变不被该语句处理。可以想象：当一个长时间的查询正在执行时， 若其他会话改变了该查询要查询的某个数据块，ORACLE将利用回滚段的数据前影像来构造一个读一致性视图。

7、什么是事务

事务是应用程序中一系列严密的操作，所有操作必须成功完成，否则在每个操作中所作的所有更改都会被撤消。也就是事务具有原子性，一个事务中的一系列的操作要么全部成功，要么一个都不做。

事务的结束有两种，当事务中的所以步骤全部成功执行时，事务提交。如果其中一个步骤失败，将发生回滚操作，撤消撤消之前到事务开始时的所以操作。

事务的 ACID

事务具有四个特征：原子性（ Atomicity ）、一致性（ Consistency ）、隔离性（ Isolation ）和持续性（ Durability ）。这四个特性简称为 ACID 特性。
1 、原子性

事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包含的各操作要么都做，要么都不做
2 、一致性

事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。因此当数据库只包含成功事务提交的结果时，就说数据库处于一致性状态。如果数据库系统 运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据库，这时数据库就处于一种不正确的状态，或者说是 不一致的状态。
3 、隔离性

一个事务的执行不能其它事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其它并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
4 、持续性

也称永久性，指一个事务一旦提交，它对数据库中的数据的改变就应该是永久性的。接下来的其它操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。

   一次事务操作包含数据库的select , delete ,update , insert 操作。

8.你可以用什么来确保表格里的字段只接受特定范围里的值?

Check限制，它在数据库表格里被定义，用来限制输入该列的值。在新建表的时候这样写

 name varchar2(18) not null,sex varchar(20) check(sex=’男’or sex=’女‘)

触发器也可以被用来限制数据库表格里的字段能够接受的值，但是这种办法要求触发器在表格里被定义，这可能会在某些情况下影响到性能。

9.使用索引查询一定能提高查询的性能吗？为什么

通常,通过索引查询数据比全表扫描要快.但是我们也必须注意到它的代价.索引需要空间来存储,也需要定期维护,每当有记录在表中增减或索引列被修改时,索引本身也会被修改.这意味着每条记录的INSERT,DELETE,UPDATE将为此多付出4,5 次的磁盘I/O. 因为索引需要额外的存储空间和处理,那些不必要的索引反而会使查询反应时间变慢.使用索引查询不一定能提高查询性能,索引范围查询(INDEX RANGE SCAN)适用于两种情况:

基于一个范围的检索,一般查询返回结果集小于表中记录数的30%宜采用;

基于非唯一性索引的检索。

索引就是为了提高查询性能而存在的,如果在查询中索引没有提高性能,只能说是用错了索引,或者讲是场合不同。

10、char varchar varchar2 的区别

1．CHAR的长度是固定的，而VARCHAR2的长度是可以变化的， 比如，存储字符串“abc"，对于CHAR (20)，表示你存储的字符将占20个字节(包括17个空字符)，而同样的VARCHAR2 (20)则只占用3个字节的长度，20只是最大值，当你存储的字符小于20时，按实际长度存储。

2．CHAR的效率比VARCHAR2的效率稍高。

3．目前VARCHAR是VARCHAR2的同义词。工业标准的VARCHAR类型可以存储空字符串，但是oracle不这样做，尽管它保留以后这样做的权利。Oracle自己开发了一个数据类型VARCHAR2，这个类型不是一个标准的VARCHAR，它将在数据库中varchar列可以存储空字符串的特性改为存储NULL值。如果你想有向后兼容的能力，Oracle建议使用VARCHAR2而不是VARCHAR。

4.何时该用CHAR，何时该用varchar2？

CHAR与VARCHAR2是一对矛盾的统一体，两者是互补的关系.VARCHAR2比CHAR节省空间，在效率上比CHAR会稍微差一些，即要想获得效率，就必须牺牲一定的空间，这也就是我们在数据库设计上常说的‘以空间换效率’。VARCHAR2虽然比CHAR节省空间，但是如果一个VARCHAR2列经常被修改，而且每次被修改的数据的长度不同，这会引起‘行迁移’(Row Migration)现象，而这造成多余的I/O，是数据库设计和调整中要尽力避免的，在这种情况下用CHAR代替VARCHAR2会更好一些。

11、如何使用Oracle的游标？ 

1).oracle中的游标分为显示游标和隐式游标

2).显示游标是用cursor...is命令定义的游标，它可以对查询语句(select)返回的多条记录进行处理；隐式游标是在执行插入 (insert)、删除(delete)、修改(update)和返回单条记录的查询(select)语句时由PL/SQL自动定义的。

3).显式游标的操作：打开游标、操作游标、关闭游标；PL/SQL隐式地打开SQL游标，并在它内部处理SQL语句，然后关闭它。

12、Oracle中有哪几种文件？

数据文件（一般后缀为.dbf或者.ora），日志文件(后缀名.log)，控制文件（后缀名为.ctl）

13、Oracle中字符串用什么符号链接？

Oracle中使用 || 这个符号连接字符串 如 ‘abc’ || ‘d’

14、Oracle是怎样分页的？

Oracle中使用rownum来进行分页, 这个是效率最好的分页方法，hibernate也是使用rownum来进行oralce分页的

select * from

( select rownum r,a from tabName where rownum <= 20 )

where r > 10