面试篇：MySQL
基础概念
什么是MySQL？它有哪些特点？
MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统(RDBMS)，由瑞典MySQL AB公司开发，现属于Oracle旗下产品。主要特点包括：
- 开源免费（社区版）
- 支持多平台（Windows/Linux/macOS等）
- 使用标准SQL语言
- 支持多种存储引擎（如InnoDB、MyISAM等）
- 性能高、可靠性好
- 支持事务处理
- 提供丰富的API接口
MySQL的体系结构是怎样的？
MySQL采用分层架构，主要包含以下组件：
- 连接层：处理客户端连接、授权认证等
- 服务层：SQL接口、查询解析、优化、缓存等
- 存储引擎层：负责数据的存储和提取（插件式架构）
- 文件系统层：数据文件、日志文件的物理存储
存储引擎
InnoDB和MyISAM的区别是什么？
| 特性 | InnoDB | MyISAM |
|---|---|---|
| 事务支持 | 支持 | 不支持 |
| 锁机制 | 行锁 | 表锁 |
| 外键支持 | 支持 | 不支持 |
| 崩溃恢复 | 支持 | 不支持 |
| 全文索引 | MySQL 5.6+支持 | 支持 |
| 存储结构 | 聚簇索引 | 非聚簇索引 |
| 缓存 | 缓冲池缓存数据和索引 | 只缓存索引 |
| 表空间 | 共享表空间/独立表空间 | 每个表存储为单独的文件 |
| 适用场景 | 高并发、事务处理 | 读多写少、不需要事务的场景 |
MySQL有哪些常见的存储引擎？
- InnoDB：默认引擎，支持事务、行锁、外键
- MyISAM：不支持事务，表锁，适合读多写少
- Memory：数据存储在内存中，速度快但易丢失
- Archive：高压缩比，适合存储归档数据
- CSV：以CSV格式存储数据
- NDB：集群存储引擎
索引
什么是索引？MySQL有哪些索引类型？
索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构，类似于书籍的目录。MySQL主要索引类型包括：
-
按数据结构分类：
• B+Tree索引（默认）• Hash索引（Memory引擎）
• Full-text全文索引
• R-Tree空间索引
-
按功能分类：
• 普通索引：最基本的索引• 唯一索引：列值必须唯一
• 主键索引：特殊的唯一索引，不允许NULL
• 组合索引：多列组合的索引
• 覆盖索引：查询的列都在索引中
B+树索引的原理是什么？
B+树是MySQL InnoDB引擎默认的索引结构，特点包括：
- 多路平衡查找树，保持数据有序
- 非叶子节点只存储键值，不存储数据
- 叶子节点存储所有数据，并通过指针连接形成链表
- 树的高度通常为3-4层，可支持千万级数据高效查询
- 适合范围查询和排序操作
什么情况下索引会失效？
- 违反最左前缀原则（组合索引）
- 在索引列上使用函数或计算
- 使用不等于(!=或<>)查询
- 使用LIKE以通配符开头('%abc')
- 类型转换（隐式类型转换）
- 使用OR条件且部分条件无索引
- 索引列使用IS NULL/IS NOT NULL
事务
什么是事务？事务的四大特性是什么？
事务是数据库操作的最小工作单元，具有ACID特性：
- 原子性(Atomicity)：事务是不可分割的整体，要么全部成功，要么全部失败回滚
- 一致性(Consistency)：事务执行前后数据库状态保持一致
- 隔离性(Isolation)：并发事务之间互不干扰
- 持久性(Durability)：事务提交后对数据的修改是永久性的
MySQL的事务隔离级别有哪些？
- 读未提交(Read Uncommitted)：最低级别，可能读到未提交的数据（脏读）
- 读已提交(Read Committed)：只能读到已提交的数据（解决脏读）
- 可重复读(Repeatable Read)：MySQL默认级别，保证同一事务多次读取结果一致（解决不可重复读）
- 串行化(Serializable)：最高隔离级别，完全串行执行（解决幻读）
什么是脏读、不可重复读和幻读？
- 脏读：读取到其他事务未提交的数据
- 不可重复读：同一事务内多次读取同一数据，结果不同（被其他事务修改）
- 幻读：同一事务内多次查询，返回的记录数不同（其他事务新增/删除了数据）
锁机制
MySQL有哪些锁类型？
-
按锁粒度分：
• 表锁：锁定整张表（MyISAM默认）• 行锁：锁定单行记录（InnoDB默认）
• 页锁：锁定一页数据（BDB引擎）
-
按锁性质分：
• 共享锁(S锁)：读锁，允许多个事务同时读取• 排他锁(X锁)：写锁，独占资源
• 意向锁：表级锁，表明事务准备对表中的行加锁
-
特殊锁：
• 记录锁：锁定索引中的一条记录• 间隙锁：锁定索引记录间的间隙
• 临键锁：记录锁+间隙锁的组合
什么是死锁？如何避免死锁？
死锁是指两个或多个事务互相持有对方需要的锁，导致都无法继续执行的情况。避免死锁的方法：
- 按固定顺序访问表和行
- 减少事务持有锁的时间
- 使用较低的隔离级别
- 合理设计索引，减少锁的覆盖范围
- 设置锁等待超时参数(innodb_lock_wait_timeout)
- 启用死锁检测(innodb_deadlock_detect)
性能优化
如何优化SQL查询性能？
-
合理设计索引：
• 为常用查询条件创建索引• 遵循最左前缀原则
• 避免过度索引
-
SQL语句优化：
• 避免SELECT *• 避免使用OR条件
• 合理使用JOIN
• 避免在WHERE子句中使用函数
-
数据库设计优化：
• 适当的数据类型• 合理的表结构设计
• 必要时进行分表分库
-
配置优化：
• 调整缓冲池大小(innodb_buffer_pool_size)• 优化查询缓存
• 合理设置连接数
EXPLAIN命令有什么用？
EXPLAIN用于分析SQL语句的执行计划，主要关注以下列：
- type：访问类型（从好到差：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL）
- key：实际使用的索引
- rows：预估需要检查的行数
- Extra：额外信息（如Using filesort、Using temporary等）
什么是慢查询？如何定位慢查询？
慢查询是指执行时间超过指定阈值的SQL查询。定位方法：
- 开启慢查询日志(slow_query_log)
- 设置慢查询阈值(long_query_time)
- 使用mysqldumpslow工具分析慢查询日志
- 使用Performance Schema监控查询性能
- 使用SHOW PROCESSLIST查看当前执行的查询
高可用与备份
MySQL有哪些备份方式？
-
逻辑备份：
• mysqldump：导出SQL语句• mysqlpump：并行备份工具
• mydumper：第三方并行备份工具
-
物理备份：
• 直接复制数据文件• Percona XtraBackup：热备份工具
-
备份策略：
• 全量备份• 增量备份
• 差异备份
什么是主从复制？工作原理是什么？
主从复制是将主数据库的数据同步到一个或多个从数据库的过程。工作原理：
- 主库记录所有数据更改到二进制日志(binlog)
- 从库I/O线程连接主库获取binlog
- 从库SQL线程重放binlog中的事件
- 通过配置可以实现读写分离、数据备份等功能
什么是读写分离？如何实现？
读写分离是将读操作和写操作分发到不同的数据库服务器。实现方式：
-
基于主从复制架构
-
使用中间件：
• MySQL Router• ProxySQL
• MyCat
• ShardingSphere
-
应用层实现：在代码中区分读写操作
分库分表
什么情况下需要考虑分库分表？
- 单表数据量过大（一般超过500万行）
- 数据库服务器性能达到瓶颈
- 业务有明显的分区特性（如按地区、时间）
- 需要更高的并发处理能力
分库分表有哪些策略？
-
水平分表：按行拆分，表结构相同
• 范围分片（如按时间、ID范围）• 哈希分片（如按用户ID哈希）
-
垂直分表：按列拆分，将不常用字段分离
-
分库：将表分布到不同数据库实例
• 业务分库（不同业务使用不同库）• 水平分库（相同表结构分布到不同库）
分库分表会带来哪些问题？如何解决？
常见问题及解决方案：
-
跨库JOIN问题：
• 应用层多次查询合并• 冗余字段
• 使用全局表
-
分布式事务问题：
• 使用XA协议• 最终一致性方案
• TCC模式
-
全局ID生成：
• UUID• 雪花算法
• 数据库自增序列
• Redis生成
-
跨库排序分页：
• 各库查询后内存合并• 使用ES等搜索引擎
新特性
MySQL 8.0有哪些重要新特性？
- 数据字典：元数据存储在事务性数据字典中
- 窗口函数：支持OVER子句
- 公用表表达式(CTE)：WITH语法
- 原子DDL：DDL操作具有原子性
- 隐藏索引：可以"隐藏"索引进行测试
- 降序索引：支持真正的降序索引
- JSON增强：更多JSON函数和优化
- 角色管理：简化权限管理
- 性能提升：直方图统计信息，不可见索引等
MySQL的JSON类型有什么特点？
-
原生支持JSON数据类型（MySQL 5.7+）
-
提供丰富的JSON函数：
• JSON_EXTRACT/->：提取值• JSON_SET：设置值
• JSON_REMOVE：删除值
• JSON_SEARCH：查找值
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支持JSON路径表达式
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自动验证JSON格式
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优化存储格式，提高查询效率
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支持JSON列建立虚拟列和索引