如何設計一個關系型數據庫
索引模塊
為什么要使用索引
B+Tree
- 非葉子節點的字數指針與關鍵字的個數相同
- 非葉子節點的字數指針P[i]，指向關鍵字值[K[i],K[i+1]]的子樹
- 非葉子節點僅用來索引，數據保存在葉子節點中
- 所有葉子節點均有一個鏈指針指向下一個葉子節點（方便做索引）
結論
B+Tree更加適合用來做存儲索引
- B+樹的磁盤讀寫代價更低
- B+樹的查詢效率更加穩定
- B+樹更有利於對數據庫的掃描
Hash索引
buckets是桶
缺點
- 僅僅滿足“=”，“IN”，不能用於范圍查詢
- 無法被用來避免數據的排序操作（hashcode是經過hash函數后得出的）
- 不能利用部分索引鍵查詢
- 不能避免表掃描
- 遇到大量Hash相等的情況下不能比B-Tree的索引高
entries在Java中實現有紅黑樹和普通數組兩種形式
BitMap索引
密集索引和稀疏索引的區別
- 密集索引文件中的每個搜索碼都對應一個索引值
- 稀疏索引文件只為索引碼的某些值創建索引項
InnoDB
- 若一個主鍵被定義，則該主鍵被作為密集索引
- 若沒有主鍵被定義，該表的第一個唯一非空索引則作為密集索引
- 若不滿足以上條件，innodb內部會自動生成一個隱藏主鍵（密集索引）
- 非主鍵索引存儲相關鍵位和其對應的主鍵值，包含兩次查找
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如何定位並優化慢查詢sql
如何優化mysql查詢的查詢效率
show variables like '%quer%';
show status like '%slow_queries%';
-- 設置
set global slow_query_log=on;
-- 修改最長查詢時間
set global long_query_time = 1;
-- 查詢
select name from person_info_large order by name desc;
Explain關鍵字段
type
index：為帶有索引的掃描方式
all：為全表掃描的方式
排序的耗時從低到高的順序:index>all
extra
聯合索引的最左匹配原則的成因
Mysql創建聯合索引（Union Index）時會以Order By A，Order By B的順序，對於A來說所有data rows 都是有序的，但是對於B來說卻不一定。所以必須准許最左匹配原則
對於聯合索引(a,b,c,d)來說，在Mysql解析到(<,>,between and ,like)等范圍查詢語句后，如果后方還有列需要查詢會放棄索引查詢，例如a=1,b=2,c>3,d=5就不會采用索引的方式查詢如果改為a=1,b=2,d=5,c>3就會采用索引，對於第一種情況Mysql的查詢解析器會自動優化，也就是說abc是可以亂序的
緩存模塊
MyISAM和InnoDB
- InnoDB默認為行級鎖，支持表級
- MyISAM默認是表級，不支持行級鎖
MyISAM適合的場景
- 頻繁執行全表
count語句 - 對數據進行增刪改的頻率不高，查詢很頻繁的（這是因為讀寫鎖的原因造成的，讀鎖是共享的
S鎖，寫鎖是互斥的X鎖） - 沒有事務
InnoDB適合的場景
- 數據增刪改查都非常頻繁
- 可靠性高可以支持事務
數據庫的鎖分類
- 按鎖的粒度划分，可分為表級鎖、行級鎖、葉級鎖
- 按鎖級別划分，可分為共享鎖S、排它鎖X
- 按加鎖方式划分，可分為自動鎖、顯示鎖
- 按操作划分，可划分為DML鎖、DDL鎖
- 按使用方式划分，可分為樂觀鎖（使用時間戳或者序列化號）、悲觀鎖
數據庫事務的四大特性 ACID
- 原子性（Atomic）：事務包含的操作要么全部完成要么不做
- 一致性（Consistency）：事務必須使數據庫從一個一致性狀態變化到另一個一致性狀態
- 隔離性（Isolation）：一個事務的執行不能被其他事務干擾，多個事務的並發執行是不會相互干擾。
- 持久性（Durability）：已提交事務對數據庫的修改是永久存在的
數據庫定義的錯誤類型
1、臟讀
臟讀是指在事務處理過程中讀取了另一個未提交事務的數據。
當一個事務正在多次修改某個數據，而這個事務的多次修改均為提交，這時一個並發的事務訪問該數據，就會造成兩個事務獲取的數據不一致。
2、不可重復讀
不可重復讀是指對於數據庫的某個數據，一個事務范圍內多次查詢卻返回了不同的值。
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並且事務提交給數據庫，事務T1再次讀取這個數據發現數據與之前的數據不相同，發生臟讀。
3、幻讀（虛讀）
幻讀是事務非獨立執行時發生的一種現象。例如事務T1對一個表中的所有行的某個數據項做了從“1”修改到“2”的操作，這是事務T2對表中插入一個數據項“1”，T1查看剛剛修改的數據，會發現還有一行沒有修改，其實是T2添加進來的，就好像發生了幻覺一樣，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了的事務，所不同的是臟讀針對的是對一個數據項（的觀察），而幻讀是對一批數據整體（比如數據個數）。
MySql數據庫隔離級別
- Serializable（串行化）：可避免臟讀、不可重復讀、幻讀
- Repeatable Read （可重復讀 MySQL默認級別）：可避免臟讀、不可重復讀
- Read Committed （讀已提交）：可避免臟讀
- Read Uncommitted （讀未提交）：最低級別，任何情況都不能保證
語法部分
Group By
- 滿足“select字句中的列名必須為分組列或列函數“
- 列函數每組返回一個值
JVM
ClassLoader類型
- BootstrapClassLoader 系統類加載器：C++編寫，加載
java.*，負責加載放在<JAVA_HOME>\lib目錄中的，被-Xbootclasspath參數所指定的路徑中，並且是虛擬機表示的類庫，用戶無法直接使用; - ExtClassLoader 拓展類加載器：Java編寫，加載
javax.*，該類加載器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader實現。負責加載<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中的，或者被java.ext.dirs系統變量中指定的目錄的所有類庫，用戶可以直接使用; - AppClassLoader 用戶類加載器：加載程序所在目錄；
- 用戶自定義類加載器：加載用戶指定的目錄；
Class.forName()和ClassLoader.loadClass();
主要區別在於是否進行鏈接（Java裝入類中的一步）
Class.loadClass(className,false);
public static Class<?> forName(String name, boolean initialize,
ClassLoader loader)
throws ClassNotFoundException
Class.forName(className)方法，內部實際調用的方法是 Class.forName(className,true,classloader);
第2個boolean參數表示類是否需要初始化， Class.forName(className)默認是需要初始化。
一旦初始化，就會觸發目標對象的 static塊代碼執行，static參數也也會被再次初始化。
ClassLoader.loadClass(className)方法，內部實際調用的方法是 ClassLoader.loadClass(className,false);
第2個 boolean參數，表示目標對象是否進行鏈接，false表示不進行鏈接，由上面介紹可以，
不進行鏈接意味着不進行包括初始化等一些列步驟，那么靜態塊和靜態對象就不會得到執行