MySQL
索引
什么是索引？
- 索引是MySQL优化查询速度，帮助搜索引擎快速获取数据的数据结构
常用的索引类型有哪些？
- 主键索引：唯一标识记录，默认自增且非空，一张表只能有一个主键
- 唯一索引：索引列值唯一，如用户手机号索引
- 普通索引：无唯一性要求，最常用，如商品名称索引
- 联合索引：多列组合的索引（如用户名+手机号），需遵循“最左前缀原则”
什么情况下索引会失效？
- 索引列用了函数/计算，就会导致索引失效
- 索引列用了不等于，（！=，<>）
- 联合索引不满足“最左前缀”
- 对索引使用左或左右模糊匹配
MySQL实现索引的数据结构是什么？为什么？
InnoDB是MySQL默认的存储引擎，它是采用B+树作为索引的数据结构
B+树是一种多叉树，并且非叶子节点不存放实际的记录数据，仅放索引，因此查询底层节点的磁盘I/O次数会更少
B+树有大量的冗余节点，使得B+树在插入，删除的效率都更高
什么是回表查询？如何避免回表？
- 当查询语句依赖了非聚簇索引（如普通索引，唯一索引，联合索引），但所需的字段超过了非聚簇索引叶子节点存储的内容，就会根据查询条件找到索引项，获取主键值，再根据聚簇索引找到对应的叶子节点
- 要避免回表就需要让查询的所有字段，都能从非聚簇索引中直接获取，无需查聚簇索引
事务
什么是事务？作用是什么？
- 事务时数据库种一组不可分割的SQL执行单元，要么全部成功（提交），要么全部失败（回滚）
- 核心作用是为了保证多部操作的数据一致性
事务有哪些特性？（事务的ACID特性是什么？）
- 原子性：事务是不可分割的最小单元，操作要么全成，要么全回滚 是通过undo log(回滚日志)实现
- 隔离性：多个事务并发执行时，一个事务的操作不会被其他事务干扰，通过MVCC（多版本并发控制）或锁机制来保证
- 持久性：事务提交后，修改会永久保存到磁盘，即使数据库崩溃，也不会丢失，通过redo log（重做日志）来保证
- 一致性：事务执行前后，数据库保证一致性状态，由原子性+隔离性+持久性共同保证
并行事务会引发什么问题？
- 脏读：一个事务读到了另一个事务未提交的修改（未提交就有随时回滚的风险）
- 不可重复读：同一事务内，多次读取同一数据，返回的数据结果不一样（在一个事务两次读取的间隙，另一事务完成提交，修改了这个数据）
- 幻读：同一事务内，多次执行相同查询，返回的数据行数不一致（在一个事务两次读取的间隙，另一事务完成提交，增加了一行数据）
MySQL的四大隔离级别分别是什么？它们对应的并发问题解决能力如何？
读未提交：允许读未提交的数据；无法解决任何并发问题
读已提交：允许未提交数据；只能解决‘脏读’，仍有‘不可重复读’‘幻读’
可重复的：同一事务内部数据一致；解决‘脏读’‘不可重复读’一定程度上避免了‘幻读’（一般就在这一隔离级别）
串行化：事务串行执行，完全不并发；解决所有并发问题
InnoDB 中保证事务ACID特性的核心日志有哪些？分别作用是什么？
- redo log（重做日志）：保证事务持久性，记录事务对数据的修改，事务提交前先写redo log，即使数据库崩溃，重启后可通过redo log恢复已提交的数据
- undo log（回滚日志）：保证事务原子性和隔离性，记录事务修改前的数据，用于数据回滚，也可用于数据快照（MVCC）
- binlog（二进制日志）：记录所有数据修改操作，主要用于主从复制和数据恢复
InnoDB 的MVCC（多版本并发控制器）和事务隔离级别的关系？
- MVCC是实现隔离性的核心，通过为数据生成“多版本快照”，让不同事务在并发时看到不同版本的数据，避免锁竞争
- 读可提交：每次查询都生成新的快照，只能看到已提交的最新数据
- 可重复读：事务一开始，生成一次快照，整个事务用这一个快照
锁
MySQL常见的锁类型？按粒度分
全局锁：锁住整个数据库，使数据库处于只读状态
表级锁：锁定整张表，粒度大，开销小，加锁快，并发度低
- 表共享读锁：允许其他事务读，禁止写
- 表独占写锁：允许其他事务读和写
- 意向锁：避免表锁和行锁冲突
行级锁：锁定单行数据，粒度小，开销大，加锁慢，并发度高
- 共享锁：事务读数据时加锁，其他事务可以加共享锁，不可以加排他锁
- 排他锁：事务写数据时加锁，其他事务不可加任何锁
页级锁：粒度介于表锁和行锁之间，MySQL极少使用
InnoDB行锁是基于什么实现的？为什么会出现幻读？
- 是基于聚簇索引（主键索引）实现的，若未走主键索引，会升级为表锁
- 行锁仅锁定“已存在的行”，无法阻止其他事务“插入新行”
什么是乐观锁和悲观锁？MySQL如何实现的？
- 悲观锁：假设并发冲突会发生，直接加锁阻塞其他事务，行锁，表锁都是悲观锁
- 乐观锁：假设并发冲突不会发生，不加锁，仅在提交时校验数据是否被修改，一般实现是在表中加version字段
隔离级别与锁的关系？
- 读未提交：无锁
- 读已提交：行锁+MVCC
- 可重复读：行锁+MVCC+间隙锁
- 串行化：读加S锁，写加X锁，完全串行执行
什么是间隙锁？作用是什么？
- 间隙锁是对范围查询时，除了锁定范围内的行，还会锁定范围内不存在的间隙
- 防止其他事务在间隙中插入新行
MySQL的死锁什么时候会发生？怎么避免？
- 满足死锁的四个条件：互斥、占有且等待、不可强占用、循环等待
- 设置事务等待锁的超时时间、开启主动死锁检测