字节跳动数据库面试题及答案(一）

chaomeili

　    数据库三范式
　　1.第一范式： 确保每列的原子性，每列都是不可分割的最小数据单元。
　　2.第二范式： 在第一范式的基础上，要求每列都和主键相关。
　　3.第三范式： 在第二范式的基础上，要求其他列和主键是直接相关，而不是间接相关。
　　分别说一下范式和反范式的优缺点
　　1.范式化
　　优点：
　　· 减少数据冗余
　　· 表中重复数据较少，更新操作比较快
　　· 范式化的表通常比反范式化的表小
　　缺点：
　　· 在查询的时候通常需要很多的关联，降低性能
　　· 增加了索引优化的难度
　　2.反范式化
　　优点：
　　· 可以减少表的关联
　　· 更好的进行索引优化
　　缺点：
　　· 数据重复冗余
　　· 对数据表的修改需要更多的成本
　　[url=]Mysql[/url] 数据库索引。B+ 树和 B 树的区别
　　MySQL数据库索引和存储引擎有关，MyISAM和InnoDB只支持BTREE索引。MEMORY和HEAP支持HASH和BTREE索引
　　B+树和B树的区别
　　· B+树非叶子节点只存储关键字和指向子节点的指针，而B树还存储了数据，在同样大小的情况下，B+树可以存储更多的关键字
　　· B+树叶子节点存储了所有关键字和数据，并且多个节点用链表连接。可以快速支撑范围查找
　　· B+树非叶子节点不存储数据，所以查询时间复杂度固定为O(logN)，B树查询时间复杂度不固定，最好是O(1)
　　聚簇索引和非聚簇索引
　　· 聚簇索引，又叫主键索引，每个表只有一个主键索引，叶子节点保存主键的值和数据。
　　· 非聚簇索引，又叫辅助索引，叶子节点保存索引字段的值和主键的值。
　　前缀索引和覆盖索引
　　1.前缀索引
　　对于列的值较长，比如BLOB、TEXT、VARCHAR，就必须建立前缀索引，即将值的前一部分作为索引。这样既可以节约空间，又可以提高查询效率。但无法使用前缀索引做 ORDER BY 和 GROUP BY，也无法使用前缀索引做覆盖扫描。
　　2.覆盖索引
　　select的数据列从索引中就能获得，不必再从数据表中读取。如果一个索引包含了（或覆盖了）满足查询语句中字段与条件的数据就叫 做覆盖索引。
　　当发起一个被索引覆盖的查询(也叫作索引覆盖查询)时，在EXPLAIN的Extra列可以看到“Using index”的信息。
　　Mysql 什么情况会造成脏读、不可重复读、幻读？如何解决？
　　· 脏读：有两个事务A和B，A读取已经被B修改但未提交的字段，此时B回滚，那么A读取的字段就是临时且无效的。可以提高隔离级别，改成读已提交
　　· 不可重复读： 有两个事务A和B，A读取了一个字段值，然后B更新并且提交事务，A再重新读取这个字段，就和之前不相等了。可以提高隔离级别，改成可重复读
　　· 幻读： 有两个事务A和B，A读取某个范围内的[url=]记录[/url]时，B又在该范围内插入了新的记录并提交，当事务A再次读取该范围的记录时，会产生幻行。可以升级隔离级别到串行化，或者使用 MVCC + next-key锁机制实现
　　Mysql 在可重复读的隔离级别下会不会有幻读的情况，为什么？
　　不会。InnoDB存储引擎默认隔离级别为RR，通过MVCC + next-key锁机制解决了幻读的问题。
　　PS：其实严格来说，是存在幻读的。。。可以尝试一下这个操作，A开启事务，执行查询，此时B开启事务新增一条数据并提交，此时A再查询，发现没有幻读，但是如果A执行一个update操作，再查询，会发现出现了幻读。我认为应该是A在执行update操作的时候，新建了一条创建版本号为A事务版本号的记录，然后标记B事务创建的记录为待删除的，查询的版本号依据是删除版本号为空或大于当前版本号，并且创建版本号小于等于当前事务版本号，那么这里刚刚A更新的这条数据，显然也符合查询的条件，所以也会被查出来。
　　Mysql 事务是如何实现的
　　· 原子性：通过undo log实现的。每条数据变更都伴随一条undo log日志的生成，当系统发生错误或执行回滚根据undo log做逆向操作。
　　· 持久性：通过redo log实现的。redo log记录了数据的修改日志。数据持久化到磁盘，先是储存到缓冲池里，然后缓冲池中的数据定期同步到磁盘中，如果系统宕机，可能会丢失数据，系统重启后会读取redo log恢复数据。
　　· 隔离性：mysql数据库通过MVCC + next-key机制实现了隔离性。
　　· 一致性：以上3大特性，保障了事务的一致性。
　　Binlog 和 Redo log 的区别是什么，分别是什么用？
　　· binlog是二进制文件，记录了对数据库执行更改的所有操作，不包括 select、show，因为这两个操作没有对数据本身做修改。但是若操作了数据，但是数据没有发生变化，也会记录到binlog。常用来数据恢复，数据备份。
　　· redo log又叫做重做日志文件，记录了事务的修改，不管事务是否提交都记录下来。在实例和介质失败时，InnoDB存储引擎会使用redo log恢复到之前的状态，保证数据的完整性
　　谈一谈 MVCC 多版本并发控制
　　MVCC是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间（或删除时间）。当然存储的并不是实际的时间值，而是系统版本号（system version number)。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。
　　SELECT
　　InnoDB会根据以下两个条件检查每行记录：
　　1.InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行（也就是，行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号），这样可以确保事务读取的行，要么是在事务开始前已经存在的，要么是事务自身插入或者修改过的。
　　2.行的删除版本要么未定义，要么大于当前事务版本号。这可以确保事务读取到的行，在事务开始之前未被删除。
　　只有符合上述两个条件的记录，才能返回作为查询结果：

1. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">　   </span>INSERT<div style="margin-right: auto; margin-left: auto; line-height: 24px;">      InnoDB为新插入的每一行保存当前系统版本号作为行版本号。</div><div style="margin-right: auto; margin-left: auto; line-height: 24px;">　　DELETE</div><div style="margin-right: auto; margin-left: auto; line-height: 24px;">　　InnoDB为删除的每一行保存当前系统版本号作为行删除标识。</div><div style="margin-right: auto; margin-left: auto; line-height: 24px;">　　UPDATE</div><div style="margin-right: auto; margin-left: auto; line-height: 24px;">　　InnoDB为插入一行新记录，保存当前系统版本号作为行版本号，同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。</div>

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　　Innodb 和 MyISAM 的区别是什么
　　1.Innodb 支持事务。MyISAM 不支持
　　2.Innodb 支持外键。MyISAM 不支持
　　3.Innodb 主键索引的叶子节点是数据文件，辅助索引的叶子节点是主键的值。MyISAM 的主键索引和辅助索引，叶子节点都是数据文件的指针
　　4.Innodb 不保存表的行数，执行 select count(*) from tb需要全表扫描。MyISAM 用一个变量保存了整个表的行数，执行上述语句只需要读取该变量，速度很快
　　5.Innodb 所有的表在磁盘上保存在一个文件中。MyISAM 存储成三个文件。
　　6.Innodb 需要更多的内存和存储。MyISAM 可被压缩，存储空间较小。
　　7.Innodb 移植方案拷贝文件、备份 binlog，或者用 mysqldump，移植较困难。MyISAM 数据以文件形式存储，在备份和回复时可以单独针对表进行操作
　　8.Innodb 支持行锁、表锁。MyISAM 支持表锁
　　9.Innodb 在5.7版本之前不支持全文索引。MyISAM 支持全文索引
　　Innodb 的默认加锁方式是什么，是怎么实现的
　　· Innodb默认加锁方式是行级锁
　　· 通过给索引上的索引项加锁来实现的
　　如何高效处理大库 DDL
　　DDL是值数据定义语句，即建表，建视图这种，所以这里的问题，我认为可能是考察建表的时候注意事项。
　　比如数据字段的定义，遵循从小原则。表的创建，降低耦合。
　　这道题不是很明白，欢迎留言讨论。
（未完待续））