1、數(shù)據(jù)庫范式

第一范式：列不可分，eg:【聯(lián)系人】（姓名，性別，電話），一個聯(lián)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；

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第二范式：有主鍵，保證完全依賴。eg:訂單明細表【OrderDetail】（OrderID，ProductID，UnitPrice，Discount，Quantity，ProductName），Discount（折扣），Quantity（數(shù)量）完全依賴（取決）于主鍵（OderID，ProductID），而 UnitPrice，ProductName 只依賴于 ProductID，不符合2NF；

第三范式：無傳遞依賴(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)，eg:訂單表【Order】（OrderID，OrderDate，CustomerID，CustomerName，CustomerAddr，CustomerCity）主鍵是（OrderID），CustomerName，CustomerAddr，CustomerCity 直接依賴的是 CustomerID（非主鍵列），而不是直接依賴于主鍵，它是通過傳遞才依賴于主鍵，所以不符合 3NF。

2、什么是反模式

范式可以避免數(shù)據(jù)冗余，減少數(shù)據(jù)庫的空間，減輕維護數(shù)據(jù)完整性的麻煩。

然而，通過數(shù)據(jù)庫范式化設計，將導致數(shù)據(jù)庫業(yè)務涉及的表變多，并且可能需要將涉及的業(yè)務表進行多表連接查詢，這樣將導致性能變差，且不利于分庫分表。因此，出于性能優(yōu)先的考量，可能在數(shù)據(jù)庫的結構中需要使用反模式的設計，即空間換取時間，采取數(shù)據(jù)冗余的方式避免表之間的關聯(lián)查詢。至于數(shù)據(jù)一致性問題，因為難以滿足數(shù)據(jù)強一致性，一般情況下，使存儲數(shù)據(jù)盡可能達到用戶一致，保證系統(tǒng)經(jīng)過一段較短的時間的自我恢復和修正，數(shù)據(jù)最終達到一致。

需要謹慎使用反模式設計數(shù)據(jù)庫。一般情況下，盡可能使用范式化的數(shù)據(jù)庫設計，因為范式化的數(shù)據(jù)庫設計能讓產品更加靈活，并且能在數(shù)據(jù)庫層保持數(shù)據(jù)完整性。

有的時候，提升性能最好的方法是在同一表中保存冗余數(shù)據(jù)，如果能容許少量的臟數(shù)據(jù)，創(chuàng)建一張完全獨立的匯總表或緩存表是非常好的方法。舉個例子，設計一張“下載次數(shù)表”來緩存下載次數(shù)信息，可使在海量數(shù)據(jù)的情況下，提高查詢總數(shù)信息的速度。

另外一個比較典型的場景，出于擴展性考慮，可能會使用 BLOB 和 TEXT 類型的列存儲 JSON 結構的數(shù)據(jù)，這樣的好處在于可以在任何時候，將新的屬性添加到這個字段中，而不需要更改表結構。但是，這個設計的缺點也比較明顯，就是需要獲取整個字段內容進行解碼來獲取指定的屬性，并且無法進行索引、排序、聚合等操作。因此，如果需要考慮更加復雜的使用場景，更加建議使用 MongoDB 這樣的文檔型數(shù)據(jù)庫。

3、數(shù)據(jù)庫事務

事務是一個不可分割的數(shù)據(jù)庫操作序列，也是數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的基本單位，其執(zhí)行的結果必須使數(shù)據(jù)庫從一種一致性狀態(tài)變到另一種一致性狀態(tài)。

(1). 事務的特征

原子性(Atomicity)：事務所包含的一系列數(shù)據(jù)庫操作要么全部成功執(zhí)行，要么全部回滾；

一致性(Consistency)：事務的執(zhí)行結果必須使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)到另一個一致性狀態(tài)；

隔離性(Isolation)：并發(fā)執(zhí)行的事務之間不能相互影響；

持久性(Durability)：事務一旦提交，對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變是永久性的。

(2). 事務并發(fā)帶來的問題

臟讀：一個事務讀取了另一個事務未提交的數(shù)據(jù)；

不可重復讀：不可重復讀的重點是修改，同樣條件下兩次讀取結果不同，也就是說，被讀取的數(shù)據(jù)可以被其它事務修改；

幻讀：幻讀的重點在于新增或者刪除，同樣條件下兩次讀出來的記錄數(shù)不一樣。

(3). 隔離級別

隔離級別決定了一個session中的事務可能對另一個session中的事務的影響。

ANSI標準定義了4個隔離級別，MySQL的InnoDB都支持，分別是：

READ UNCOMMITTED（未提交讀）：最低級別的隔離，通常又稱為dirty read，它允許一個事務讀取另一個事務還沒commit的數(shù)據(jù)，這樣可能會提高性能，但是會導致臟讀問題；

READ COMMITTED（提交讀）：在一個事務中只允許對其它事務已經(jīng)commit的記錄可見，該隔離級別不能避免不可重復讀問題；

REPEATABLE READ（可重復讀）：在一個事務開始后，其他事務對數(shù)據(jù)庫的修改在本事務中不可見，直到本事務commit或rollback。但是，其他事務的insert/delete操作對該事務是可見的，也就是說，該隔離級別并不能避免幻讀問題。在一個事務中重復select的結果一樣，除非本事務中update數(shù)據(jù)庫。

SERIALIZABLE（可串行化）：最高級別的隔離，只允許事務串行執(zhí)行。

MySQL默認的隔離級別是REPEATABLE READ。

4、什么是存儲過程？有哪些優(yōu)缺點？

存儲過程是事先經(jīng)過編譯并存儲在數(shù)據(jù)庫中的一段SQL語句的集合。進一步地說，存儲過程是由一些T-SQL語句組成的代碼塊，這些T-SQL語句代碼像一個方法一樣實現(xiàn)一些功能（對單表或多表的增刪改查），然后再給這個代碼塊取一個名字，在用到這個功能的時候調用他就行了。存儲過程具有以下特點：

• 存儲過程只在創(chuàng)建時進行編譯，以后每次執(zhí)行存儲過程都不需再重新編譯，而一般 SQL 語句每執(zhí)行一次就編譯一次，所以使用存儲過程可提高數(shù)據(jù)庫執(zhí)行效率；

• 當SQL語句有變動時，可以只修改數(shù)據(jù)庫中的存儲過程而不必修改代碼；

• 減少網(wǎng)絡傳輸，在客戶端調用一個存儲過程當然比執(zhí)行一串SQL傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量要小；

• 通過存儲過程能夠使沒有權限的用戶在控制之下間接地存取數(shù)據(jù)庫，從而確保數(shù)據(jù)的安全。

5、簡單說一說drop、delete與truncate的區(qū)別

SQL中的drop、delete、truncate都表示刪除，但是三者有一些差別：

Delete用來刪除表的全部或者一部分數(shù)據(jù)行，執(zhí)行delete之后，用戶需要提交(commmit)或者回滾(rollback)來執(zhí)行刪除或者撤銷刪除， delete命令會觸發(fā)這個表上所有的delete觸發(fā)器；

Truncate刪除表中的所有數(shù)據(jù)，這個操作不能回滾，也不會觸發(fā)這個表上的觸發(fā)器，TRUNCATE比delete更快，占用的空間更小；

Drop命令從數(shù)據(jù)庫中刪除表，所有的數(shù)據(jù)行，索引和權限也會被刪除，所有的DML觸發(fā)器也不會被觸發(fā)，這個命令也不能回滾。

因此，在不再需要一張表的時候，用drop；在想刪除部分數(shù)據(jù)行時候，用delete；在保留表而刪除所有數(shù)據(jù)的時候用truncate。

6、什么叫視圖？游標是什么？

視圖是一種虛擬的表，通常是有一個表或者多個表的行或列的子集，具有和物理表相同的功能，可以對視圖進行增，刪，改，查等操作。特別地，對視圖的修改不影響基本表。相比多表查詢，它使得我們獲取數(shù)據(jù)更容易。

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(shù)據(jù)的時候，游標顯得十分重要。

在操作mysql的時候，我們知道MySQL檢索操作返回一組稱為結果集的行。這組返回的行都是與 SQL語句相匹配的行（零行或多行）。使用簡單的 SELECT語句，例如，沒有辦法得到第一行、下一行或前 10行，也不存在每次一行地處理所有行的簡單方法（相對于成批地處理它們）。有時，需要在檢索出來的行中前進或后退一行或多行。這就是使用游標的原因。游標（cursor）是一個存儲在MySQL服務器上的數(shù)據(jù)庫查詢，它不是一條 SELECT語句，而是被該語句檢索出來的結果集。在存儲了游標之后，應用程序可以根據(jù)需要滾動或瀏覽其中的數(shù)據(jù)。游標主要用于交互式應用，其中用戶需要滾動屏幕上的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行瀏覽或做出更改。

7、什么是觸發(fā)器？

觸發(fā)器是與表相關的數(shù)據(jù)庫對象，在滿足定義條件時觸發(fā)，并執(zhí)行觸發(fā)器中定義的語句集合。觸發(fā)器的這種特性可以協(xié)助應用在數(shù)據(jù)庫端確保數(shù)據(jù)庫的完整性。

8、超鍵、候選鍵、主鍵、外鍵

• 超鍵：在關系中能唯一標識元組的屬性集稱為關系模式的超鍵。一個屬性可以為作為一個超鍵，多個屬性組合在一起也可以作為一個超鍵。超鍵包含候選鍵和主鍵。

• 候選鍵：是最小超鍵，即沒有冗余元素的超鍵。

• 主鍵：數(shù)據(jù)庫表中對儲存數(shù)據(jù)對象予以唯一和完整標識的數(shù)據(jù)列或屬性的組合。一個數(shù)據(jù)列只能有一個主鍵，且主鍵的取值不能缺失，即不能為空值（Null）。

• 外鍵：在一個表中存在的另一個表的主鍵稱此表的外鍵。

9、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(tài)，或者是上有個節(jié)點。為了確保要么執(zhí)行，要么不執(zhí)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，即原子性，一致性，隔離性和持久性。

• 鎖：在所以的 DBMS 中，鎖是實現(xiàn)事務的關鍵，鎖可以保證事務的完整性和并發(fā)性。與現(xiàn)實生活中鎖一樣，它可以使某些數(shù)據(jù)的擁有者，在某段時間內不能使用某些數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)結構。當然鎖還分級別的。

10、數(shù)據(jù)庫鎖機制

數(shù)據(jù)庫鎖定機制簡單來說就是數(shù)據(jù)庫為了保證數(shù)據(jù)的一致性而使各種共享資源在被并發(fā)訪問，訪問變得有序所設計的一種規(guī)則。MySQL各存儲引擎使用了三種類型（級別）的鎖定機制：行級鎖定，頁級鎖定和表級鎖定。

• 表級鎖定（table-level）：表級別的鎖定是MySQL各存儲引擎中最大顆粒度的鎖定機制。該鎖定機制最大的特點是實現(xiàn)邏輯非常簡單，帶來的系統(tǒng)負面影響最小。所以獲取鎖和釋放鎖的速度很快。由于表級鎖一次會將整個表鎖定，所以可以很好的避免困擾我們的死鎖問題。當然，鎖定顆粒度大所帶來最大的負面影響就是出現(xiàn)鎖定資源爭用的概率也會最高，致使并大度大打折扣。表級鎖分為讀鎖和寫鎖。

• 頁級鎖定（page-level）：頁級鎖定的特點是鎖定顆粒度介于行級鎖定與表級鎖之間，所以獲取鎖定所需要的資源開銷，以及所能提供的并發(fā)處理能力也同樣是介于上面二者之間。另外，頁級鎖定和行級鎖定一樣，會發(fā)生死鎖。

• 行級鎖定（row-level）：行級鎖定最大的特點就是鎖定對象的顆粒度很小，也是目前各大數(shù)據(jù)庫管理軟件所實現(xiàn)的鎖定顆粒度最小的。由于鎖定顆粒度很小，所以發(fā)生鎖定資源爭用的概率也最小，能夠給予應用程序盡可能大的并發(fā)處理能力而提高一些需要高并發(fā)應用系統(tǒng)的整體性能。雖然能夠在并發(fā)處理能力上面有較大的優(yōu)勢，但是行級鎖定也因此帶來了不少弊端。由于鎖定資源的顆粒度很小，所以每次獲取鎖和釋放鎖需要做的事情也更多，帶來的消耗自然也就更大了。此外，行級鎖定也最容易發(fā)生死鎖。InnoDB的行級鎖同樣分為兩種，共享鎖和排他鎖，同樣InnoDB也引入了意向鎖（表級鎖）的概念，所以也就有了意向共享鎖和意向排他鎖，所以InnoDB實際上有四種鎖，即共享鎖（S）、排他鎖（X）、意向共享鎖（IS）、意向排他鎖（IX）；

在MySQL數(shù)據(jù)庫中，使用表級鎖定的主要是MyISAM，Memory，CSV等一些非事務性存儲引擎，而使用行級鎖定的主要是Innodb存儲引擎和NDBCluster存儲引擎，頁級鎖定主要是BerkeleyDB存儲引擎的鎖定方式。

而意向鎖的作用就是當一個事務在需要獲取資源鎖定的時候，如果遇到自己需要的資源已經(jīng)被排他鎖占用的時候，該事務可以需要鎖定行的表上面添加一個合適的意向鎖。如果自己需要一個共享鎖，那么就在表上面添加一個意向共享鎖。而如果自己需要的是某行（或者某些行）上面添加一個排他鎖的話，則先在表上面添加一個意向排他鎖。意向共享鎖可以同時并存多個，但是意向排他鎖同時只能有一個存在。

網(wǎng)站欄目：數(shù)據(jù)庫內功心法：數(shù)據(jù)庫基本理論
瀏覽路徑：http://chinadenli.net/article2/ppcoic.html

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