mysql原理

一、Mysql

1.1 事务的隔离界别

• Read UNCOMMITTED 读未提交

所有的事务都能看到未提交的事务的执行结果，容易出现脏读。

• READ COMMITTED 读取提交内容

大多数默认的事务隔离级别，但不是mysql的。一个事务从开始到提交前都是不可见的，
但是该事务级别支持“不可重复读”，所以用户在运行同一语句两次，结果是不同的。
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• REPEATABLE READ 可重复读

mysql默认的隔离级别，解决了读未提交导致的问题，但是会导致幻读,InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本控制解决了幻读。

• SERIALZABLE 可串行化

事务隔离的最高级别，强制事务排序，解决幻读。简而言之就是在每个读的数据上锁。

1.2 mysql的复制原理

(1) master服务器将数据的改变记录二进制binlog日志，当master上的数据发生改变时，则将其改变写入二进制日志中;
(2) slave服务器会在士定时间间隔内对master二进制日志进行探测其是否发生改变，如果发生改变，则开始一个I/OThread请求master二进制事件
(3）同时主节点为每个I/O线程启动一个dump线程，用于向其发送二进制事件，并保存至从节点本地的中继日志中，从节点将启动SQL线程从中继日志中读取二进制日志，在本地重放，使得其数据和主节点的保持一致，最后I/OThread和SQLThread将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒。

1.3 mysql的聚簇索引和非聚簇索引

mysql的索引类型是和存储引擎相关的，innodb存储引擎数据文件跟索引文件全部放在ibd文件中，myisam的数据文件放在myd中，索引文件放在myi文件中，区分两者索引只需要判断数据和索引是否放在一起。

1.4 索引的的原理

Mysql用到两种数据结构：B+Tree索引和Hash索引。
Inodb存储引擎默认B+Tree索引。
Memory存储引擎默认Hash引擎。查询单挑速度快，范围查找慢。
Memory表会存储在内存，断电会消失。

1.5 mysql的锁的类型有哪些？

基本锁的属性被分类成共享锁（读锁）和排他锁（写锁）。
根据锁的粒度分为行级锁（innodb）、表级锁（innodb、myisam）、页级锁（innodb）、记录锁、间隙锁、临键锁。


共享锁：当一个事务为数据加上读锁之后，其他事务只能对该数据加读锁，不能加写锁。直到所有的读锁释放后，其他事务才能加持写锁。


排他锁：当一个事务加上写锁、其他请求不能对数据加上任何的锁，锁释放时才能加其他锁。


表锁：上锁锁住整个表，当下一个事务进行访问该表时候，必须等待前一个事务释放锁。特点：粒度大，加锁简单，容易冲突。


行锁：上锁的时候锁住一行或者多行记录，其他事务访问该表，被锁住的记录不能访问。特点：加锁麻烦、不容易冲突。相比表锁支持更高的并发。


记录锁：属于行锁的一种，只不过锁住的是某条数据，可以避免数据查询被修改出现重复读的问题，也可以避免脏读。

页锁： 介于行级锁和表级锁中间的一种锁，表锁速度快，冲突多，行锁冲突少，速度慢，所以取了折中。


间隙锁：属于行锁的一种，间隙锁在事务加锁锁住表记录的某个区间。当id出现空隙，会形成一个区间，左开右闭。


临键锁：属于行锁的一种，他是innodb默认算法，临键锁会把查询到的记录锁住，同时把范围查询的内的所有间隙空间锁住，最后把相邻的空间锁住。

1.5 mysql为什么要进行主从同步？

• 在复杂的业务系统中，有一个sql语句需要锁表，暂时不能进行读的业务，很影响性能，需要使用主从复制，主库用来写，从库用来读。进行读写分离。
• 做数据的热备。
• 在业务扩展,I/O访问频率过高，需要做多库的存储，降低磁盘I/O访问的频率。

1.6 mysql的索引有哪些？对数据库性能的影响

• 普通索引：允许索引的数据的值重复。
• 唯一索引：保证数据记录的唯一性。
• 主键索引：唯一的特殊索引，在一个表里面只能定义一个主键索引，使用primary key来定义。
• 联合索引：索引可以覆盖多个数据列。
• 全文索引：通过创建倒排索引，可以极大提升检索效率。
  
  
  索引能够提高查询速度，在查询过程中，mysql使用优化隐藏器提高效率。
  索引会占用空间，执行删除、插入、修改比较浪费时间。

1.6 怎么处理mysql的慢查询？

• 开启慢查询日志，定位sql语句。
• 分析sql，是否load了其他的额外数据。
• 分析语句的执行计划，修改语句或修改索引，增加命中索引的次数。
• sql语句无法优化，通过对数据进行横向或纵向切分。

1.7 B+树

• 二叉树->二叉搜索树（BST）->二叉平衡树(ALV)->红黑树->B树->B+树
• BST为左节点小于父节点，右节点大于父节点；ALV对BST的极端情况进行优化，通过左旋和右旋保证二叉树平衡;红黑树对ALV进行优化，将增加和查询折中，只有最长路径为最短路径的两倍才会进行左旋或右旋。B树为有序的多叉树，存储的是一个范围的树，当这个范围大于最大的degree，就会改变树的形状。

B树
每次读取一个磁盘块为16k，假如数据为1k，其他指针不占用内存，3层存储的数据为16^3。

B+树

B+树将所有的数据存储到叶子节点中,在指针占用10字节的情况下，3层能存储1600^2*16=4000w条数据。B+树有两种查找方式，第一种从根节点进行范围查找；另一种是在叶子节点通过双向指针进行数据的遍历。

• mysql中有n个索引，最多有一个聚簇索引。
• 回表：先根据普通索引（普通索引的B+树中存放的数据为聚簇索引的key值），查询到聚簇索引的key值，再通过key值查找对应的数据。
• 索引覆盖：select id,name from xx where name = "xxx"根据name查询到id，只需要查询name和id,不需要从聚簇索引查询数据。
• 联合索引可能包含多个索引列，遵循最左匹配，sql语句最左匹配，mysql有优化器，查询条件与索引顺序不一样，会进行