数据库

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索引

索引优化是对查询性能优化的最有效手段。是存储引擎能够快速定位记录的秘密武器。

索引的数据结构

InnoDB存储引擎大多情况下使用B+树建立索引，这是关系型数据库中查找最为常用和有效的索引，但是B+树索引并不能找到一个给定键对应的具体值，它只能找到数据对应的页，数据库把整个页读入到内存中，并在内存中查找具体的数据行。
B+树是平衡树，查找任意节点消耗的时间相同，因此比较次数就是B+树的高度。

聚集索引和辅助索引

数据库中的B+树索引可以分为聚集索引（clustered index）和辅助索引（secondary index）。聚集索引存放一条记录的全部信息，辅助索引只包含索引列和一个用于查找对应行记录的书签。
聚集索引：正常的表应该有且仅有一个聚集索引（绝大多数情况下是主键），表中的所有记录数据都是按照聚集索引的顺序存放的。
辅助索引：叶节点不包含行记录的全部数据，仅包含索引中的所有键和一个用于查找对应行记录的书签，辅助索引只用于加速数据的查找。

锁

锁的出现是为了处理并发问题，数据库是一个多用户的资源，当出现并发的时候就会出现例如读“脏”数据，修改丢失等问题。数据库并发需要使用事务控制，事务并发又需要锁来控制。

乐观锁和悲观锁

乐观锁和悲观锁都是并发控制的机制，在原理上有本质区别
乐观锁：是一种思想，并不是一种真正的锁。读取数据时不担心被修改，在更新时判断是否被修改过，没被修改就更新，否则重试。
悲观锁：一种真正的锁。在获取资源前就对资源加锁，确保同一时刻只有有限的线程能够访问该资源，其他想获取的操作都会进入等待状态。
乐观锁适用于读操作较多的场景，不会存在死锁的问题，但是冲突频繁和重试成本高时还是推荐使用悲观锁。

共享锁和互斥锁

对数据的操作只有两种：读和写，针对这两种InnoDB实现了标准的行级锁。只对某一个数据加锁。
共享锁（读锁）：允许事务对一条行数据进行读取。之间兼容
互斥锁（写锁）：允许事务对一条行数据进行删除和更新。与其他任意锁都不兼容
思考WHY这么设计：因为我们可以对数据库并行读，串行写。这样不会发生线程竞争，实现线程安全。

意向锁

意向锁属于表级锁。对当前操作的整张表加锁。
意向共享锁：事务想在获得表中某些记录的共享锁，需要在表上先加意向共享锁
意向互斥锁：事务想在获得表中某些记录的互斥锁，需要在表上先加意向互斥锁。

锁的算法

锁是如何添加到对应的数据行上的。
Record Lock（记录锁）：加到索引记录上的锁。
Gap Lock（间隙锁）：对索引记录中的一段连续区域的锁。SELECT * FROM ... FOR UPDATE
Next-Key Lock：记录锁和间隙锁的结合，解决幻读的问题。

事务

事务四大特性

Automatic（原子性）：一个事务要么完全发生，要么完全不发生
Consistency（一致性）：事务把数据库一个一致状态变为另一个一致状态
Isolation（隔离性）：在一个事务提交之前，其他事务察觉不到事务的影响
Durability（持久性）：一旦事务提交，将是永久被保存的

事务四种隔离级别

• Read Uncommitted （读未提交）：查询时是不加锁，更新时加行级共享锁，可能读到未提交的行（Dirty Read）
• Read Committed（读已提交）：查询是只对记录加记录锁，不会在记录之间加间隙锁，所以允许新纪录插入到被锁定记录的附近。多次查询时可能得到不同结果（Non-Repeated Read）。
• Repeated Read（可重复读）：查询时加行级共享锁，多次读取同一范围的数据会返回第一次查询的快照，不会返回不同的数据行，可能会发生幻读
• Serializable（串行化）：读取时加表级共享锁，更新时加表级排它锁。

四种隔离级别下的问题

脏读：一个事务中，读取了其他事务未提交的数据
不可重复读：一个事务中，同一行记录被访问两次得到不同结果
幻读：在一个事务中，同一个范围内的记录被读取时，其他事务向这个范围添加了新的记录