數據庫面試題以及優化整理

1:什么是事務?什么是鎖?**

事務:就是被綁定在一起作為一個邏輯工作單元的SQL語句分組,
如果任何一個語句操作失敗那么整個操作就被失敗,
以后操作就會回滾到操作前狀態,或者是上有個節點。
為了確保要么執行,要么不執行,就可以使用事務。
要將有組語句作為事務考慮,就需要通過ACID測試,即(事務四大特性)原子性,一致性,隔離性和持久性。

鎖:在所以的DBMS中,鎖是實現事務的關鍵,鎖可以保證事務的完整性和并發性。與現實生活中鎖一樣,它可以使某些數據的擁有者,在某段時間內不能使用某些數據或數據結構。當然鎖還分級別的。

⑴ 原子性(Atomicity)

原子性是指事務包含的所有操作要么全部成功,要么全部失敗回滾,這和前面兩篇博客介紹事務的功能是一樣的概念,因此事務的操作如果成功就必須要完全應用到數據庫,如果操作失敗則不能對數據庫有任何影響。

⑵ 一致性(Consistency)

一致性是指事務必須使數據庫從一個一致性狀態變換到另一個一致性狀態,也就是說一個事務執行之前和執行之后都必須處于一致性狀態。

拿轉賬來說,假設用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是5000,那么不管A和B之間如何轉賬,轉幾次賬,事務結束后兩個用戶的錢相加起來應該還得是5000,這就是事務的一致性。

⑶ 隔離性(Isolation)

隔離性是當多個用戶并發訪問數據庫時,比如操作同一張表時,數據庫為每一個用戶開啟的事務,不能被其他事務的操作所干擾,多個并發事務之間要相互隔離。

即要達到這么一種效果:對于任意兩個并發的事務T1和T2,在事務T1看來,T2要么在T1開始之前就已經結束,要么在T1結束之后才開始,這樣每個事務都感覺不到有其他事務在并發地執行。

關于事務的隔離性數據庫提供了多種隔離級別,稍后會介紹到。

⑷ 持久性(Durability)

持久性是指一個事務一旦被提交了,那么對數據庫中的數據的改變就是永久性的,即便是在數據庫系統遇到故障的情況下也不會丟失提交事務的操作。

例如我們在使用JDBC操作數據庫時,在提交事務方法后,提示用戶事務操作完成,當我們程序執行完成直到看到提示后,就可以認定事務以及正確提交,即使這時候數據庫出現了問題,也必須要將我們的事務完全執行完成,否則就會造成我們看到提示事務處理完畢,但是數據庫因為故障而沒有執行事務的重大錯誤。

以上介紹完事務的四大特性(簡稱ACID),現在重點來說明下事務的隔離性,當多個線程都開啟事務操作數據庫中的數據時,數據庫系統要能進行隔離操作,以保證各個線程獲取數據的準確性,在介紹數據庫提供的各種隔離級別之前,我們先看看如果不考慮事務的隔離性,會發生的幾種問題:
1,臟讀

臟讀是指在一個事務處理過程里讀取了另一個未提交的事務中的數據。

當一個事務正在多次修改某個數據,而在這個事務中這多次的修改都還未提交,這時一個并發的事務來訪問該數據,就會造成兩個事務得到的數據不一致。例如:用戶A向用戶B轉賬100元,對應SQL命令如下

update account set money=money+100 where name=’B’;  (此時A通知B)

update account set money=money - 100 where name=’A’;

當只執行第一條SQL時,A通知B查看賬戶,B發現確實錢已到賬(此時即發生了臟讀),而之后無論第二條SQL是否執行,只要該事務不提交,則所有操作都將回滾,那么當B以后再次查看賬戶時就會發現錢其實并沒有轉。
2,不可重復讀

不可重復讀是指在對于數據庫中的某個數據,一個事務范圍內多次查詢卻返回了不同的數據值,這是由于在查詢間隔,被另一個事務修改并提交了。

例如事務T1在讀取某一數據,而事務T2立馬修改了這個數據并且提交事務給數據庫,事務T1再次讀取該數據就得到了不同的結果,發送了不可重復讀。

不可重復讀和臟讀的區別是,臟讀是某一事務讀取了另一個事務未提交的臟數據,而不可重復讀則是讀取了前一事務提交的數據。

在某些情況下,不可重復讀并不是問題,比如我們多次查詢某個數據當然以最后查詢得到的結果為主。但在另一些情況下就有可能發生問題,例如對于同一個數據A和B依次查詢就可能不同,A和B就可能打起來了……
3,虛讀(幻讀)

幻讀是事務非獨立執行時發生的一種現象。例如事務T1對一個表中所有的行的某個數據項做了從“1”修改為“2”的操作,這時事務T2又對這個表中插入了一行數據項,而這個數據項的數值還是為“1”并且提交給數據庫。而操作事務T1的用戶如果再查看剛剛修改的數據,會發現還有一行沒有修改,其實這行是從事務T2中添加的,就好像產生幻覺一樣,這就是發生了幻讀。

幻讀和不可重復讀都是讀取了另一條已經提交的事務(這點就臟讀不同),所不同的是不可重復讀查詢的都是同一個數據項,而幻讀針對的是一批數據整體(比如數據的個數)。

現在來看看MySQL數據庫為我們提供的四種隔離級別:

① Serializable (串行化):可避免臟讀、不可重復讀、幻讀的發生。

② Repeatable read (可重復讀):可避免臟讀、不可重復讀的發生。

③ Read committed (讀已提交):可避免臟讀的發生。

④ Read uncommitted (讀未提交):最低級別,任何情況都無法保證。

以上四種隔離級別最高的是Serializable級別,最低的是Read uncommitted級別,當然級別越高,執行效率就越低。像Serializable這樣的級別,就是以鎖表的方式(類似于Java多線程中的鎖)使得其他的線程只能在鎖外等待,所以平時選用何種隔離級別應該根據實際情況。在MySQL數據庫中默認的隔離級別為Repeatable read (可重復讀)。

在MySQL數據庫中,支持上面四種隔離級別,默認的為Repeatable read (可重復讀);而在Oracle數據庫中,只支持Serializable (串行化)級別和Read committed (讀已提交)這兩種級別,其中默認的為Read committed級別。

在MySQL數據庫中查看當前事務的隔離級別:

select @@tx_isolation;

在MySQL數據庫中設置事務的隔離 級別:

set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔離級別名稱;

set tx_isolation=’隔離級別名稱;’

事務的作用和使用
事務(Transaction)是并發控制的單位,是用戶定義的一個操作序列。這些操作要么都做,要么都不做,是一個不可分割的工作單位。通過事務,SQL Server能將邏輯相關的一組操作綁定在一起,以便服務器保持數據的完整性。主要用于一些對操作過程的完整性比較高的程序。比如銀行系統,用戶在轉賬的過程中程序出現錯誤,但是這個轉賬操作沒有完成。那么這個操作就被退回。</pre>

并發和并行

你吃飯吃到一半,電話來了,你一直到吃完了以后才去接,這就說明你不支持并發也不支持并行。
你吃飯吃到一半,電話來了,你停了下來接了電話,接完后繼續吃飯,這說明你支持并發。
你吃飯吃到一半,電話來了,你一邊打電話一邊吃飯,這說明你支持并行。

并發的關鍵是你有處理多個任務的能力,不一定要同時。
并行的關鍵是你有同時處理多個任務的能力。

2:什么叫視圖?游標是什么?

視圖:是一種虛擬的表,具有和物理表相同的功能。可以對視圖進行增,改,查,操作,
視圖通常是有一個表或者多個表的行或列的子集。
對視圖的修改會影響基本表。
它使得我們獲取數據更容易,相比多表查詢。

游標:是對查詢出來的結果集作為一個單元來有效的處理。游標可以定在該單元中的特定行,從結果集的當前行檢索一行或多行。可以對結果集當前行做修改。一般不使用游標,但是需要逐條處理數據的時候,游標顯得十分重要。

3、視圖的優缺點

優點:
1)對數據庫的訪問,因為視圖可以有選擇性的選取數據庫里的一部分。
2 )用戶通過簡單的查詢可以從復雜查詢中得到結果。
3 )維護數據的獨立性,試圖可從多個表檢索數據。
4 )對于相同的數據可產生不同的視圖。
缺點:
性能:查詢視圖時,必須把視圖的查詢轉化成對基本表的查詢,如果這個視圖是由一個復雜的多表查詢所定義,那么,那么就無法更改數據

4、列舉幾種表連接方式,有什么區別?

內連接、自連接、外連接(左、右、全)、交叉連接
內連接:只有兩個元素表相匹配的才能在結果集中顯示。
外連接: 左外連接:左邊為驅動表,驅動表的數據全部顯示,匹配表的不匹配的不會顯示。 右外連接:右邊為驅動表,驅動表的數據全部顯示,匹配表的不匹配的不會顯示。 全外連接:連接的表中不匹配的數據全部會顯示出來。
交叉連接: 笛卡爾效應,顯示的結果是鏈接表數的乘積。

5、在數據庫中查詢語句速度很慢,如何優化?

1.建索引
2.減少表之間的關聯
3.優化sql,盡量讓sql很快定位數據,不要讓sql做全表查詢,應該走索引,把數據 量大的表排在前面
4.簡化查詢字段,沒用的字段不要,盡量返回少量數據
5.盡量用PreparedStatement來查詢,不要用Statement

6、數據庫三范式是什么?

◆ 第一范式(1NF):強調的是列的原子性,即列不能夠再分成其他幾列。
考慮這樣一個表:【聯系人】(姓名,性別,電話)
如果在實際場景中,一個聯系人有家庭電話和公司電話,那么這種表結構設計就沒有達到 1NF。要符合 1NF 我們只需把列(電話)拆分,即:【聯系人】(姓名,性別,家庭電話,公司電話)。1NF 很好辨別,但是 2NF 和 3NF 就容易搞混淆。

◆ 第二范式(2NF):首先是 1NF,另外包含兩部分內容,一是表必須有一個主鍵;二是沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴于主鍵,而不能只依賴于主鍵的一部分。
考慮一個訂單明細表:【OrderDetail】(OrderID,ProductID,UnitPrice,Discount,Quantity,ProductName)。
因為我們知道在一個訂單中可以訂購多種產品,所以單單一個 OrderID 是不足以成為主鍵的,主鍵應該是(OrderID,ProductID)。顯而易見 Discount(折扣),Quantity(數量)完全依賴(取決)于主鍵(OderID,ProductID),而 UnitPrice,ProductName 只依賴于 ProductID。所以 OrderDetail 表不符合 2NF。不符合 2NF 的設計容易產生冗余數據。
可以把【OrderDetail】表拆分為【OrderDetail】(OrderID,ProductID,Discount,Quantity)和【Product】(ProductID,UnitPrice,ProductName)來消除原訂單表中UnitPrice,ProductName多次重復的情況。

◆ 第三范式(3NF):首先是 2NF,另外非主鍵列必須直接依賴于主鍵,不能存在傳遞依賴。即不能存在:非主鍵列 A 依賴于非主鍵列 B,非主鍵列 B 依賴于主鍵的情況。
考慮一個訂單表【Order】(OrderID,OrderDate,CustomerID,CustomerName,CustomerAddr,CustomerCity)主鍵是(OrderID)。

第二范式(2NF)和第三范式(3NF)的概念很容易混淆,區分它們的關鍵點在于,2NF:非主鍵列是否完全依賴于主鍵,還是依賴于主鍵的一部分;3NF:非主鍵列是直接依賴于主鍵,還是直接依賴于非主鍵列。

7、表和視圖的關系

視圖其實就是一條查詢sql語句,用于顯示一個或多個表或其他視圖中的相關數據。 表就是關系數據庫中實際存儲數據用的。

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