数据库知识点梳理
數(shù)據(jù)庫面試常考題
文章目錄
- 數(shù)據(jù)庫面試常考題
- **一、 left join， right join， inner join區(qū)別？**
- **二、 存儲(chǔ)引擎MyIsam和Innodb區(qū)別？**
- **三、 mysql的優(yōu)化手段有哪些？**
- **四、 如何查看Mysql執(zhí)行計(jì)劃？**
- **五、 索引是什么？ 有什么用？ 如何建立？ 索引的底層實(shí)現(xiàn)是什么？ 什么情況下適合建立索引， 什么情況下不適合建立索引？**
- **六、 什么是存儲(chǔ)過程？有什么好處？**
- **七、 樂觀鎖和悲觀鎖是什么？**
- **八、 表鎖、頁鎖、行鎖的區(qū)別？**
- **九、 having和where的區(qū)別？**
- **十一、 事務(wù)的特點(diǎn)有哪些？**
- **十二、 觸發(fā)器是什么？**
- **十三、 為什么大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫索引的實(shí)現(xiàn)使用B+樹而不是哈希表或紅黑樹之類的？**
一、 left join， right join， inner join區(qū)別？
- left join(左聯(lián)接) 返回包括左表中的所有記錄和右表中聯(lián)結(jié)字段相等的記錄
- right join(右聯(lián)接) 返回包括右表中的所有記錄和左表中聯(lián)結(jié)字段相等的記錄
- inner join(等值連接) 只返回兩個(gè)表中聯(lián)結(jié)字段相等的行
注意：在某些數(shù)據(jù)庫中l(wèi)eft join等同于left outer join
舉個(gè)例子：
表A記錄如下
| 1 | a20050111 |
| 2 | a20050112 |
| 3 | a20050113 |
| 4 | a20050114 |
| 5 | a20050115 |
表B記錄如下 |bID| bName | |:--|:--| | 1 | 2006032401 | | 2 | 2006032402 | | 3 | 2006032403 | | 4 | 2006032404 | | 8 | 2006032408 |
1、sql語句如下： select * from A left join B on A.aID = B.bID
結(jié)果如下： |aID| aNum |bID| bName | |:--|:--|:--|:--| | 1 | a20050111 | 1 | 2006032401 | | 2 | a20050112 | 2 | 2006032402 | | 3 | a20050113 | 3 | 2006032403 | | 4 | a20050114 | 4 | 2006032404 | | 5 | a20050115 | NULL| NULL |
（所影響的行數(shù)為5行） **結(jié)果說明：** left join是以A表的記錄為基礎(chǔ)的，A可以看成左表，B可以看成右表，left join是以左表為準(zhǔn)的。換句話說，左表（A）的記錄將會(huì)全部表示出來，而右表（B）只會(huì)顯示符合搜索條件的記錄（例子中為：A.aID = B.bID）。B表記錄不足的地方均為NULL。
2、sql語句如下： select * from A right join B on A.aID =B.bID
結(jié)果如下： |aID| aNum |bID| bName | |:--|:--|:--|:--| | 1 | a20050111 | 1 | 2006032401 | | 2 | a20050112 | 2 | 2006032402 | | 3 | a20050113 | 3 | 2006032403 | | 4 | a20050114 | 4 | 2006032404 | | NULL | NULL | 8| 2006032408 |
（所影響的行數(shù)為5行） **結(jié)果說明**： 仔細(xì)觀察一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，和left join的結(jié)果剛好相反，這次是以右表（B）為基礎(chǔ)的，A表不足的地方用NULL填充。
3、sql語句如下： ``` select * from A inner join B on A.aID = B.bID ```
結(jié)果如下： | aID | aNum | bID | bName | |:--|:--|:--|:--| | 1 | a20050111 | 1 | 2006032401 | | 2 | a20050112 | 2 | 2006032402 | | 3 | a20050113 | 3 | 2006032403 | | 4 | a20050114 | 4 | 2006032404 |
結(jié)果說明： 很明顯，這里只顯示出了A.aID = B.bID的記錄，這說明inner join并不以誰為基礎(chǔ)，它只顯示符合條件的記錄。
二、 存儲(chǔ)引擎MyIsam和Innodb區(qū)別？
（1）MyIsam類型不支持事務(wù)處理等高級(jí)處理，而Innodb類型支持
事務(wù)處理是指原子性操作。例如，支持事務(wù)處理的Innodb表中，你發(fā)了一個(gè)帖子執(zhí)行insert語句，來插入帖子內(nèi)容，插入后要執(zhí)行一個(gè)update語句來增加你的積分。假設(shè)一種特殊情況突然發(fā)生，insert成功了，update操作卻沒有被執(zhí)行。也就是說你發(fā)了帖子卻沒有增加相應(yīng)的積分。這就會(huì)造成用戶不滿。如果使用了事務(wù)處理，insert和update都放入到事務(wù)中去執(zhí)行，這個(gè)時(shí)候，只有當(dāng)insert和update兩條語句都執(zhí)行生成的時(shí)候才會(huì)將數(shù)據(jù)更新、寫入到表中。如果其中任何一條語句失敗，那么就會(huì)回滾為初始狀態(tài)，不執(zhí)行寫入。這樣就保證了insert和update肯定是一同執(zhí)行的。
（2）MyIsam表不支持外鍵。innodb支持外鍵
（3）在執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入的操作（insert,update,delete）的時(shí)候，MyIsam表會(huì)鎖表，而innodb表會(huì)鎖行。
通俗的講，就是你執(zhí)行一個(gè)update語句，那么MyIsam表會(huì)將整個(gè)表都鎖住，其他的insert和delete、update都會(huì)被拒之門外，等到這個(gè)update語句執(zhí)行完成后才會(huì)被依次執(zhí)行。而鎖行，就是說，你執(zhí)行update語句時(shí)，只會(huì)將這一條記錄進(jìn)行鎖定，只有針對(duì)這條記錄的其他寫入、更新操作會(huì)被阻塞并等待這條update語句執(zhí)行完畢后再執(zhí)行，針對(duì)其他記錄的寫入操作不會(huì)有影響。但是innodb表的行鎖也不是絕對(duì)的，如果在執(zhí)行一個(gè)sql語句時(shí)，mysql不能確定要掃描的范圍，innodb表同樣會(huì)鎖全表，例如update table set num =1 where name like “%aaa%”
（4）表的具體行數(shù)
select count(*) from table , MyIsam只要簡單的讀出保存好的行數(shù)，注意的是，當(dāng)count(*)語句包含where條件時(shí)，兩種表的操作是一樣的。
innodb中不保存表的具體行數(shù)，也就是說，執(zhí)行select count(*) from table時(shí)，innodb要掃描一遍整個(gè)表來計(jì)算有多少行。
總結(jié)：
因此，當(dāng)你的數(shù)據(jù)庫有大量的寫入、更新操作而查詢比較少或者數(shù)據(jù)完整性要求比較高的時(shí)候就選擇innodb表。當(dāng)你的數(shù)據(jù)庫主要以查詢?yōu)橹?#xff0c;相比較而言更新和寫入比較少，并且業(yè)務(wù)方面數(shù)據(jù)完整性要求不那么嚴(yán)格，就選擇myisam表。因?yàn)镸yIsam表的查詢操作效率和速度都比innodb要快。
InnoDB的設(shè)計(jì)目標(biāo)是處理大容量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它的CPU利用率是其它基于磁盤的關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎所不能比的。
我覺得使用InnoDB可以應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的情況，特別是對(duì)并發(fā)的處理要比MyISAM高效。同時(shí)結(jié)合memcache也可以緩存SELECT來減少SELECT查詢，從而提高整體性能。
使用以下mysql sql語句，可以給表設(shè)定數(shù)據(jù)庫引擎：
ALTER TABLE `wp_posts` ENGINE = MyISAM;查看當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的引擎，可看出默認(rèn)是InnoDB類型。
三、 mysql的優(yōu)化手段有哪些？
MYSQL數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的八種方式：
（1）選取最適用的字段屬性
MYSQL可以很好的支持大數(shù)據(jù)量的存取，但是一般來說，數(shù)據(jù)庫中的表越小，在它上面執(zhí)行的查詢也就會(huì)越快。因此，在創(chuàng)建表的時(shí)候，為了獲得更好的性能，我們可以將表中字段的寬度設(shè)得盡可能小。
例如，在定義郵政編碼這個(gè)字段時(shí)，如果將其設(shè)置為CHAR(255)，顯然給數(shù)據(jù)庫增加了不必要的空間，甚至使用VARCHAR這種類型也是多余的，因?yàn)镃HAR（6）就可以很好的完成任務(wù)了。同樣的，如果可以的話，我們應(yīng)該使用MEDIUMINT而不是BIGINT來定義整型字段。
另外一個(gè)提高效率的方法是在可能的情況下，應(yīng)該盡量把字段設(shè)置為NOT NULL，這樣在將來執(zhí)行查詢的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫不用去比較NULL值。
對(duì)于某些文本字段，例如“省份”或者“性別”，我們可以將它們定義為ENUM類型。因?yàn)樵贛YSQL中，ENUM類型被當(dāng)做數(shù)值型數(shù)據(jù)來處理，而數(shù)值型數(shù)據(jù)被處理起來的速度要比文本類型快得多。這樣，我們又可以提高數(shù)據(jù)庫的性能。
（2）使用連接（JOIN）來代替子查詢（Sub-Queries）
例如：我們要將客戶基本信息表中沒有任何訂單的客戶刪除掉，就可以利用子查詢先從銷售信息表中將所有發(fā)出訂單的客戶ID取出來，然后將結(jié)果傳遞給主查詢，如下所示：
如果使用連接（JOIN）來完成這個(gè)查詢工作，速度將會(huì)快很多。尤其是當(dāng)salesinfo表中對(duì)CustomerID建有索引的話，性能將會(huì)更好。查詢?nèi)缦?#xff1a;
SELECT * FROM customerinfo
LEFT JOIN salesinfo ON customerinfo.customerid = salesinfo.customerif
Where salesinfo.customerid is NULL
連接（JOIN）之所以更有效率一些，是因?yàn)镸YSQL不需要在內(nèi)存中創(chuàng)建臨時(shí)表來完成這個(gè)邏輯上的需要兩個(gè)步驟的查詢工作。
（3）使用聯(lián)合（UNION）來代替手動(dòng)創(chuàng)建的臨時(shí)表
UNION查詢可以把需要使用臨時(shí)表的兩條或更多的select查詢合并在一個(gè)查詢中。在客戶端的查詢會(huì)話結(jié)束的時(shí)候，臨時(shí)表會(huì)被自動(dòng)刪除，從而保證數(shù)據(jù)庫整齊、高效。使用union來創(chuàng)建查詢的時(shí)候，我們只需要用union作為關(guān)鍵字把多個(gè)select語句連接起來就可以了，要注意的是所有select語句中的字段數(shù)目要相同。
例子：
（4）事務(wù)
盡管我們可以使用子查詢、連接（join）和聯(lián)合（union）來創(chuàng)建各種各樣的查詢，但不是所有的數(shù)據(jù)庫操作都可以只用一條或少數(shù)幾條sql語句就可以完成的。更多的時(shí)候是需要用到一系列的語句來完成某種工作。但是如果這個(gè)語句塊中的某一條語句運(yùn)行出錯(cuò)的時(shí)候，整個(gè)語句塊的操作就會(huì)變得不確定起來。因此要盡量使用事務(wù)，它的作用：要么語句塊中每條語句都操作成功，要么都失敗。換句話說，就是可以保持?jǐn)?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性和完整性。事務(wù)以BEGIN關(guān)鍵字開始，COMMIT關(guān)鍵字結(jié)束。在這之間的一條SQL操作失敗，那么，rollback命令就可以把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到BEGIN開始之前的狀態(tài)。
例子：
事務(wù)的另一個(gè)重要作用是當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)使用相同的數(shù)據(jù)源時(shí)，它可以利用鎖定數(shù)據(jù)庫的方法來為用戶提供一種安全的訪問方式，這樣可以保證用戶的操作不被其他的用戶所干擾。
（5）鎖定表
通過鎖定表來防止其他的訪問對(duì)我們正在操作的表進(jìn)行插入、更新或者刪除的操作。
例子：
這里，我們用一個(gè)select語句取出初始數(shù)據(jù)，通過一些計(jì)算，用update語句將新值更新到表中。包含有WRITE關(guān)鍵字的LOCKTABLE語句可以保證在UNLOCKTABLES命令被執(zhí)行之前，不會(huì)有其他的訪問來對(duì)inventory進(jìn)行插入、更新或者刪除的操作。
（6）使用外鍵
鎖定表的方法可以維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性，但是它卻不能保證數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。這個(gè)時(shí)候我們就可以使用外鍵。
（7）使用索引
索引是提高數(shù)據(jù)庫性能的常用方法，它可以令數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以比沒有索引快得多的速度檢索特定的行，尤其是在查詢語句當(dāng)中包含有MAX()，MIN()和ORDERBY這些命令的時(shí)候，性能提高更為明顯。
對(duì)哪些字段建立索引？
索引應(yīng)建立在那些將用于JOIN，WHERE判斷和ORDERBY排序的字段上。
全文索引在MYSQL中是一個(gè)FULLTEXT類型索引，但僅能用于MYISAM類型的表。對(duì)于一個(gè)大的數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)裝載到一個(gè)沒有FULLTEXT索引的表中，然后再使用ALTERTABLE或CREATEINDEX創(chuàng)建索引，將是非常快的。但如果將數(shù)據(jù)裝載到一個(gè)已經(jīng)有FULLTEXT索引的表中，執(zhí)行過程將會(huì)非常慢。
（8）優(yōu)化查詢語句
1、最好在相同類型的字段間進(jìn)行比較的操作
2、在建有索引的字段上盡量不要使用函數(shù)進(jìn)行操作。
例如，在一個(gè)DATE類型的字段上使用YEAR（）函數(shù)時(shí)，將會(huì)使索引不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。所以下面的兩個(gè)查詢雖然返回的結(jié)果一樣，但后者要比前者快的多。
3、在搜索字符型字段時(shí)，我們有時(shí)會(huì)使用LIKE關(guān)鍵字和通配符，這種做法雖然簡單，但卻也是以犧牲系統(tǒng)性能為代價(jià)的。
例如下面的查詢將會(huì)比較表中的每一條記錄
但是如果換用下面的查詢，返回的結(jié)果一樣，但速度就要快上很多
SELECT * FROM books WEHRE name>=“MYSQL” and name < “MYSQM”最后，應(yīng)該注意避免在查詢中讓MYSQL進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)檗D(zhuǎn)換過程也會(huì)使索引變得不起作用。
四、 如何查看Mysql執(zhí)行計(jì)劃？
mysql的查看執(zhí)行計(jì)劃的語句：explain+你要執(zhí)行的sql語句
例如：
id是一組數(shù)字，表示查詢中執(zhí)行select子句或操作表的順序。id如果相同，則可以認(rèn)為是一組，從上往下順序執(zhí)行，所有組中，id越高，優(yōu)先級(jí)越高，越容易執(zhí)行。
select_type有simple,primary,subquery,derived(衍生),union,unionresult.
simple表示查詢中不包含子查詢或者union。
當(dāng)查詢中包含任何復(fù)雜的子部分，最外層的查詢被標(biāo)記成primary。在select或where列表中包含了子查詢，則子查詢被標(biāo)記成subquery。在from的列表中包含的子查詢被標(biāo)記成derived。…省略
參考網(wǎng)址：
http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/11/11/2765237.html
mysql執(zhí)行計(jì)劃的局限
五、 索引是什么？ 有什么用？ 如何建立？ 索引的底層實(shí)現(xiàn)是什么？ 什么情況下適合建立索引， 什么情況下不適合建立索引？
（1）什么索引？
數(shù)據(jù)庫索引，是幫助數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)高效獲取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以協(xié)助快速查詢、更新數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)。
（2）建立索引的目的？
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中建立索引主要有以下作用：
（3）缺點(diǎn)
1. 索引需要占物理內(nèi)存
2. 當(dāng)對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除和修改的時(shí)候，索引也要?jiǎng)討B(tài)的維護(hù)，降低了數(shù)據(jù)的維護(hù)速度
（4）mysql是使用B+樹實(shí)現(xiàn)其索引結(jié)構(gòu)
（5）創(chuàng)建索引的辦法：
例如使用create index語句或者使用創(chuàng)建索引向?qū)?/li>
例如在表中定義主鍵約束或者唯一性鍵約束時(shí)，同時(shí)也創(chuàng)建了索引。
當(dāng)在表中定義主鍵或者唯一性鍵約束時(shí)，如果表中已經(jīng)有了使用create index語句創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)索引時(shí)，那么主鍵約束或者唯一性鍵約束創(chuàng)建的索引覆蓋以前創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)索引。也就是說，主鍵約束或者唯一性鍵約束創(chuàng)建的索引的優(yōu)先級(jí)高于使用create index語句創(chuàng)建的索引。
（6）幾種索引類型的比較
聚集索引：物理存儲(chǔ)按照索引排序（表中行的物理順序與鍵值的索引順序相同），葉子結(jié)點(diǎn)即存儲(chǔ)了真實(shí)的數(shù)據(jù)行。
非聚集索引：物理存儲(chǔ)位置不按照索引排序，葉子結(jié)點(diǎn)包含索引字段值及指向數(shù)據(jù)頁數(shù)據(jù)行的邏輯指針。
一張表中只能創(chuàng)建一個(gè)聚集索引，但表中的每一列都可以有自己的非聚集索引。
唯一性索引：這一列數(shù)據(jù)不重復(fù)，只能一個(gè)為NULL
主鍵索引：主鍵索引是唯一索引的特定類型。不重復(fù)，不允許為空。主鍵只能有一個(gè)。
普通索引：create index等建立的索引，alter tablename add index …
(7) 外鍵約束的要求：
六、 什么是存儲(chǔ)過程？有什么好處？
（1）什么是存儲(chǔ)過程？
存儲(chǔ)過程是一個(gè)被定義并保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的sql語句集，是一種介于應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫間的編程接口，也是封裝重復(fù)性工作的一種有效方法，它支持用戶變量、條件執(zhí)行及其它的編程功能。
（2）存儲(chǔ)過程的語法
CREATE PROCEDURE procedure_name([paramters[,...]])[attributes] BEGINbody_statement END;注：
procedure_name：存儲(chǔ)過程的名字
paramters：存儲(chǔ)過程的過程參數(shù)，包含：IN、OUT及INOUT。IN代表輸入或傳入值，在存儲(chǔ)過程中被修改，但不返回；OUT代表輸出或傳出值，在存儲(chǔ)過程中被修改，并返回；INOUT代表輸入輸出，在存儲(chǔ)過程中被修改，并返回；body_statement：存儲(chǔ)過程體，這里可以放入sql集，也可以內(nèi)嵌存儲(chǔ)過程。
好處：
相對(duì)于直接使用sql語句，在應(yīng)用程序中直接調(diào)用存儲(chǔ)過程有以下好處：
（1）減少網(wǎng)絡(luò)通信量。調(diào)用一個(gè)行數(shù)不多的存儲(chǔ)過程與直接調(diào)用sql語句的網(wǎng)絡(luò)通信量可能不會(huì)有很大的差別，可是如果存儲(chǔ)過程包含上百行sql語句，那么其性能絕對(duì)比一條一條的調(diào)用sql語句要高的多。
（2）執(zhí)行速度更快。有兩個(gè)原因：首先，在存儲(chǔ)過程創(chuàng)建的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了一次解析和優(yōu)化。其次，存儲(chǔ)過程一旦執(zhí)行，在內(nèi)存中就會(huì)保留一份這個(gè)存儲(chǔ)過程，這樣下次再執(zhí)行同樣的存儲(chǔ)過程時(shí)，可以從內(nèi)存中直接調(diào)用。
（3）更強(qiáng)的適應(yīng)性：由于存儲(chǔ)過程對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問時(shí)通過存儲(chǔ)過程來進(jìn)行的，因此數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員可以在不改動(dòng)存儲(chǔ)過程接口的情況下對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行任何改動(dòng)，而這些改動(dòng)不會(huì)對(duì)應(yīng)用程序造成影響。
（4）布式工作：應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的編碼工作可以分別獨(dú)立進(jìn)行，而不會(huì)相互壓制。
七、 樂觀鎖和悲觀鎖是什么？
樂觀鎖和悲觀鎖是兩種并發(fā)控制機(jī)制。
首先了解一下為什么需要鎖（并發(fā)控制）？
在多用戶環(huán)境中，在同一時(shí)間可能會(huì)有多個(gè)用戶更新相同的記錄，這會(huì)產(chǎn)生沖突。這就是著名的并發(fā)性問題。
典型的沖突有：
（1）丟失更新：一個(gè)事務(wù)的更新覆蓋了其他事務(wù)的更新結(jié)果，這就是所謂的更新丟失。例如：用戶A把值從6改為2，用戶B把值從2改為6，則用戶A丟失了他的更新。
（2）臟讀：又稱無效數(shù)據(jù)的讀出，是指在數(shù)據(jù)庫訪問中，事務(wù)T1將某一值修改，然后事務(wù)T2讀取該值，此后T1因?yàn)槟撤N原因撤銷對(duì)該值的修改，這就導(dǎo)致了T2所讀取到到的數(shù)據(jù)是無效的。臟讀就是指當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在訪問數(shù)據(jù)，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，而這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，這時(shí)，另外一個(gè)事務(wù)也訪問這個(gè)數(shù)據(jù)，然后使用了這個(gè)數(shù)據(jù)。
并發(fā)控制機(jī)制：
最常用的處理多用戶并發(fā)訪問的方法是加鎖。當(dāng)一個(gè)用戶鎖住數(shù)據(jù)庫中的某個(gè)對(duì)象時(shí)，其他用戶就不能再訪問該對(duì)象。加鎖對(duì)并發(fā)訪問的影響體現(xiàn)在鎖的粒度上。比如，放在一個(gè)表上的鎖限制對(duì)整個(gè)表的并發(fā)訪問；放在數(shù)據(jù)頁上的鎖限制了對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)頁的訪問；放在行上的鎖只限制對(duì)該行的并發(fā)訪問。可見行鎖粒度最小，并發(fā)訪問最好，頁鎖粒度最大，表鎖介于兩者之間。
悲觀鎖：假定會(huì)發(fā)生并發(fā)沖突，屏蔽一切可能違反數(shù)據(jù)完整性的操作。
悲觀鎖假定其他用戶企圖訪問或者改變你正在訪問、更改的對(duì)象的概率是很高的，因此在悲觀鎖的環(huán)境中，在你開始改變此對(duì)象之前就將該對(duì)象鎖住，并且直到你提交了所作的更改之后才釋放鎖。悲觀的缺陷是不論是頁鎖還是行鎖，加鎖的時(shí)間可能會(huì)很長，這樣可能會(huì)長時(shí)間的限制其他用戶的訪問，也就是說悲觀鎖的并發(fā)訪問性不好。
樂觀鎖：假設(shè)不會(huì)發(fā)生并發(fā)沖突，只在提交操作時(shí)檢查是否違反數(shù)據(jù)完整性。
樂觀鎖不能解決臟讀的問題。樂觀鎖則認(rèn)為其他用戶企圖改變你正在更改的對(duì)象的概率是很小的，因此樂觀鎖直到你準(zhǔn)備提交所作的更改時(shí)才將對(duì)象鎖住，當(dāng)你讀取以及改變?cè)搶?duì)象時(shí)并不加鎖。可見樂觀鎖加鎖的時(shí)間要比悲觀鎖短，樂觀鎖可以用較大的鎖粒度獲得較好的并發(fā)訪問性能。但是如果第二個(gè)用戶恰好在第一個(gè)用戶提交更改之前讀取了該對(duì)象，那么當(dāng)他完成了自己的更改進(jìn)行提交時(shí)，數(shù)據(jù)庫就會(huì)發(fā)現(xiàn)該對(duì)象已經(jīng)變化了，這樣，第二個(gè)用戶不得不重新讀取該對(duì)象并作出更改。這說明在樂觀鎖環(huán)境中，會(huì)增加并發(fā)用戶讀取對(duì)象的次數(shù)。
樂觀鎖的應(yīng)用：
（1）使用自增長的整數(shù)表示數(shù)據(jù)版本號(hào)。更新時(shí)檢查版本號(hào)是否一致，比如數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)版本為6，更新提交時(shí)version=6+1，使用該version值（=7）與數(shù)據(jù)庫version+1(=7)作比較，如果相等，則可以更新，如果不等則有可能其他程序已更新該記錄，所以返回錯(cuò)誤。
（2）使用時(shí)間戳來實(shí)現(xiàn)。
悲觀鎖應(yīng)用：
需要使用數(shù)據(jù)庫的鎖機(jī)制，比如SQL server的TABLOCKX(排它表鎖)此選項(xiàng)被選中時(shí)，SQL server將在整個(gè)表上置排它鎖直至該命令或事務(wù)結(jié)束。這將防止其他進(jìn)程讀取或修改表中的數(shù)據(jù)。
總結(jié)：
在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境里邊，如果并發(fā)量不大且不允許臟讀，可以使用悲觀鎖解決并發(fā)問題；但如果系統(tǒng)的并發(fā)非常大的話，悲觀鎖定會(huì)帶來非常大的性能問題，所以我們就要選擇樂觀鎖定的方法。
八、 表鎖、頁鎖、行鎖的區(qū)別？
行級(jí)鎖是mysql中鎖定粒度最細(xì)的一種鎖，表示只針對(duì)當(dāng)前操作的行進(jìn)行加鎖。行級(jí)鎖能大大減少數(shù)據(jù)庫操作的沖突。其加鎖粒度最小，但加鎖的開銷也最大。行級(jí)鎖分為共享鎖和排他鎖。
特點(diǎn)：開銷大，加鎖慢；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度也最高。
表級(jí)鎖是mysql中鎖定粒度最大的一種鎖，表示對(duì)當(dāng)前操作的整張表加鎖，它實(shí)現(xiàn)簡單，資源消耗較少，被大部分Mysql引擎支持。最常使用的myisam和innodb都支持表級(jí)鎖定。表級(jí)鎖定分為表共享讀鎖（共享鎖）和表獨(dú)占寫鎖（排他鎖）。
特點(diǎn)：開銷小，加鎖快；不會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)出鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。
頁級(jí)鎖是mysql鐘鎖定粒度介于行級(jí)鎖和表級(jí)鎖中間的一種鎖。表級(jí)鎖速度快，但沖突多，行級(jí)沖突少，但速度慢。所以取了折中的頁級(jí)，一次鎖定相鄰的一組記錄。BDB支持頁級(jí)表。
特點(diǎn)：開銷和加鎖時(shí)間介于表鎖和行鎖之間；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度介于表鎖和行鎖之間，并發(fā)度一般。
上述三種鎖的特性可大致歸納如下：
1） 表級(jí)鎖：開銷小，加鎖快；不會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。
2） 行級(jí)鎖：開銷大，加鎖慢；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度也最高。
3） 頁面鎖：開銷和加鎖時(shí)間界于表鎖和行鎖之間；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發(fā)度一般。
九、 having和where的區(qū)別？
where語句在group by語句之前，sql會(huì)在分組之前計(jì)算where語句。
having語句在group by語句之后，sql會(huì)在分組之后計(jì)算having語句。
where是一個(gè)約束聲明，使用where約束來自數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，where是在結(jié)果返回之前起作用的，where中不能使用聚合函數(shù)。having是一個(gè)過濾聲明，是在查詢返回結(jié)果集以后對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行的過濾操作，在having中可以使用聚合函數(shù)。
在查詢過程中聚合語句（sum,min,max,avg,count）要比having子句優(yōu)先執(zhí)行。而where子句在查詢過程中執(zhí)行優(yōu)先級(jí)高于聚合語句。
例一：要查找平均工資大于3000的部門，則sql語句應(yīng)為：
select department, avg(salary) as average from salary_info group by department having average>3000此時(shí)只能使用having，而不能使用where。一來，我們要使用聚合語句avg；二來，我們要對(duì)聚合后的結(jié)果進(jìn)行篩選（average>3000），因此使用where會(huì)被告知sql有誤。
例二：要查詢每個(gè)部門工資大于3000的員工個(gè)數(shù)
select department, count(*) as c from salary_info where salary>3000 group by department.此處的where不可用having進(jìn)行替換，因?yàn)槭侵苯訉?duì)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，而非對(duì)結(jié)果集進(jìn)行篩選。
where和having的執(zhí)行級(jí)別不同
在查詢過程中聚合語句(sum,min,max,avg,count)要比having子句優(yōu)先執(zhí)行.而where子句在查詢過程中執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別優(yōu)先于聚合語句(sum,min,max,avg,count)。
having就是來彌補(bǔ)where在分組數(shù)據(jù)判斷時(shí)的不足。因?yàn)閣here執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別要快于聚合語句。
##十、 事務(wù)的隔離級(jí)別？
| 未提交讀 | 可能 | 可能 | 可能 |
| 已提交讀 | 不可能 | 可能 | 可能 |
| 可重復(fù)讀 | 不可能 | 不可能 | 可能 |
| 可串行化 | 不可能 | 不可能 | 不可能 |
**未提交讀**：允許臟讀，也就是可能讀取到其他會(huì)話中未提交事務(wù)修改的數(shù)據(jù)。 **已提交讀**：只能讀取到已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。Oracle等多數(shù)數(shù)據(jù)庫默認(rèn)是該級(jí)別（不重復(fù)讀）。 **可重復(fù)讀**：在同一個(gè)事務(wù)內(nèi)的查詢都是事務(wù)開始時(shí)刻一致的，innodb默認(rèn)級(jí)別。在sql標(biāo)準(zhǔn)中，該隔離級(jí)別消除了不可重復(fù)讀，但是還存在幻象讀。 **串行讀**：完全串行化的讀，每次讀都需要獲得表級(jí)共享鎖，讀寫相互都會(huì)阻塞。
四個(gè)級(jí)別逐漸增強(qiáng)，每個(gè)級(jí)別解決一個(gè)問題。事務(wù)級(jí)別越高,性能越差
臟讀：又稱無效數(shù)據(jù)的讀出，是指在數(shù)據(jù)庫訪問中，事務(wù)T1將某一值修改，然后事務(wù)T2讀取該值，此后T1因?yàn)槟撤N原因撤銷對(duì)該值的修改，這就導(dǎo)致了T2所讀取到到的數(shù)據(jù)是無效的。臟讀就是指當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在訪問數(shù)據(jù)，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，而這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，這時(shí)，另外一個(gè)事務(wù)也訪問這個(gè)數(shù)據(jù)，然后使用了這個(gè)數(shù)據(jù)。
不可重復(fù)讀：是指在一個(gè)事務(wù)中，多次讀同一數(shù)據(jù)。在這個(gè)事務(wù)還沒有結(jié)束時(shí)，另外一個(gè)事務(wù)也訪問該同一數(shù)據(jù)。那么，在第一個(gè)事務(wù)中的兩次讀數(shù)據(jù)之間，由于第二個(gè)事務(wù)的修改，那么第一個(gè)事務(wù)兩次讀到的數(shù)據(jù)可能是不一樣的。這樣就發(fā)生了在一個(gè)事務(wù)內(nèi)兩次讀到的數(shù)據(jù)是不一樣的，因此稱為是不可重復(fù)讀。
可重復(fù)讀：第一個(gè)事務(wù)兩次讀到的數(shù)據(jù)是一樣的。
幻讀：第一個(gè)事務(wù)對(duì)一個(gè)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，這種修改涉及到表中的全部數(shù)據(jù)行。同時(shí)，第二個(gè)事務(wù)也修改了這個(gè)表中的數(shù)據(jù)，這種修改是向表中插入一行新數(shù)據(jù)。那么，以后就會(huì)發(fā)生操作第一個(gè)事務(wù)的用戶發(fā)現(xiàn)表中還有沒有修改的數(shù)據(jù)行，就好像發(fā)生了幻覺一樣。
本事務(wù)中第一次讀取出一行，做了一次更新后，另一個(gè)事務(wù)里提交的數(shù)據(jù)就出現(xiàn)了。也可以看做是一種幻讀。
一道筆試題：
小桔A在事務(wù)1中第一次讀取年齡20歲的員工總數(shù)為1000人，之后小桔B在事務(wù)2中增加了100名年齡20歲的新員工，之后小桔A在事務(wù)1中再次讀取年齡20歲的員工數(shù)發(fā)現(xiàn)總數(shù)變?yōu)?100人，屬于（）？
A、臟讀
B、不可重復(fù)讀
C、幻讀
選C
幻讀的重點(diǎn)在于新增或者刪除
同樣的條件，第一次和第二次讀出來的記錄數(shù)不一樣
例子：
目前工資為1000的員工有10人
事務(wù)1，讀取所有工資為1000的員工，共讀取10條記錄。
這時(shí)另一個(gè)事務(wù)向employee表插入了一條員工記錄。
事務(wù)1再次讀取所有工資為1000的員工共讀取到了11條記錄，這就產(chǎn)生了幻像讀
不可重復(fù)讀的重點(diǎn)是修改
同樣的條件，你讀取過的數(shù)據(jù)，再次讀取出來發(fā)現(xiàn)值不一樣了
例如：
在事務(wù)1中，Mary讀取了自己的工資為1000，操作并沒有完成。
在事務(wù)2中，這時(shí)財(cái)務(wù)人員修改了Mary的工資為2000，并提交了事務(wù)。
在事務(wù)1中，Mary再次讀取自己的工資時(shí)，工資變味了2000。
臟讀：
臟讀就是指當(dāng)一個(gè)事務(wù)正在訪問數(shù)據(jù)，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，而這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，這時(shí)，另外一個(gè)事務(wù)也訪問這個(gè)數(shù)據(jù)，然后使用了這個(gè)數(shù)據(jù)。
十一、 事務(wù)的特點(diǎn)有哪些？
ACID含義：
原子性（Atomicity）：一個(gè)事務(wù)要么發(fā)生，要么不發(fā)生。
例如故障發(fā)生在write(A)和read(B)之間，則將有可能造成賬戶A的余額已經(jīng)減少50元錢，而賬戶B的余額卻沒有改變，憑空就少了50元錢。
一致性（Consistency）：數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的完整性，保證他們的正確性。
隔離性（Isolation）：多個(gè)事務(wù)并發(fā)（同時(shí)）執(zhí)行，互相不影響
持久性（Durability）：每個(gè)事務(wù)成功執(zhí)行后對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改是永久的。即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障也不受影響。
十二、 觸發(fā)器是什么？
觸發(fā)器是SQL server提供給程序員和數(shù)據(jù)分析員來保證數(shù)據(jù)完整性的一種方法，它是與表事件相關(guān)的特殊存儲(chǔ)過程，它的執(zhí)行不是由程序調(diào)用，也不是手工啟動(dòng)，而是由事件觸發(fā)。比如當(dāng)對(duì)一個(gè)表進(jìn)行操作（insert，delete，update）時(shí)就會(huì)激活它執(zhí)行。觸發(fā)器經(jīng)常用于加強(qiáng)數(shù)據(jù)的完整性約束和業(yè)務(wù)規(guī)則等。
在mysql中，創(chuàng)建觸發(fā)器語法如下：
Create trigger trigger_name trigger_time trigger_event on tbl_name for each row trigger_stmt其中：
Trigger_name：標(biāo)識(shí)觸發(fā)器名稱，用戶自行指定
trigger_time：標(biāo)識(shí)觸發(fā)時(shí)機(jī)，取值為before或after
Trigger_event：標(biāo)識(shí)觸發(fā)事件，取值為insert,update或delete
Tbl_name：標(biāo)識(shí)建立觸發(fā)器的表名，即在哪張表上建立觸發(fā)器
Trigger_stmt：觸發(fā)器程序體，可以是一句sql語句，或者用begin和end包含的多條語句。
由此可見，可以建立6種觸發(fā)器，即：before insert、before update、before delete、after insert、after update、after delete。
注意：不能同時(shí)在一個(gè)表上建立2個(gè)相同類型的觸發(fā)器，因此在一個(gè)表上最多建立6個(gè)觸發(fā)器。
SQL Server包括三種常規(guī)類型的觸發(fā)器：DML觸發(fā)器、DDL觸發(fā)器和登錄觸發(fā)器
DML觸發(fā)器
當(dāng)數(shù)據(jù)庫中表中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，包括insert，update，delete任意操作，如果我們對(duì)該表寫了對(duì)應(yīng)的DML觸發(fā)器，那么該觸發(fā)器自動(dòng)執(zhí)行。DML觸發(fā)器的主要作用在于強(qiáng)制執(zhí)行業(yè)務(wù)規(guī)則，以及擴(kuò)展sql server約束，默認(rèn)值等。因?yàn)槲覀冎兰s束只能約束同一個(gè)表中的數(shù)據(jù)，而觸發(fā)器中則可以執(zhí)行任意sql命令。
DDL觸發(fā)器
主要用于審核與規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)庫中表，觸發(fā)器，視圖等結(jié)構(gòu)上的操作。比如在修改表，修改列，新增表，新增列等。它在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)執(zhí)行，我們主要用它來記錄數(shù)據(jù)庫的修改過程，以及限制程序員對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改，比如不允許刪除某些指定表等。
登錄觸發(fā)器
登錄觸發(fā)器將為響應(yīng)LOGIN事件而激發(fā)存儲(chǔ)過程。與SQL server實(shí)例建立用戶會(huì)話時(shí)將引發(fā)此事件。登陸觸發(fā)器將在登錄的身份驗(yàn)證階段完成之后且用戶會(huì)話實(shí)際建立之前激發(fā)。因此，來自觸發(fā)器內(nèi)部且通常將到達(dá)用戶的所有消息會(huì)傳送到SQL Server錯(cuò)誤日志。如果身份驗(yàn)證失敗，將不激發(fā)登錄觸發(fā)器。
觸發(fā)器的作用：
1、可在寫入數(shù)據(jù)表前，強(qiáng)制檢驗(yàn)或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)
2、觸發(fā)器發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，異動(dòng)的結(jié)果會(huì)被撤銷
3、部分?jǐn)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以針對(duì)數(shù)據(jù)定義語言（DDL）使用觸發(fā)器，稱為DDL觸發(fā)器
4、可依照特定的情況，替換異動(dòng)的指令（INSTEAD OF）
DML觸發(fā)器又可分為After觸發(fā)器和Instead Of觸發(fā)器
（1）After觸發(fā)器：這類觸發(fā)器是在記錄已經(jīng)改變完之后（after），才會(huì)被激活執(zhí)行，它主要是用于記錄變更后的處理或檢查，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，也可以用Rollback Transaction語句來回滾本次的操作。
（2）Instead of觸發(fā)器：這類觸發(fā)器一般是用來取代原本的操作，在記錄變更之前發(fā)生的，它并不去執(zhí)行原來SQL語句里的操作（insert、update、delete），而去執(zhí)行觸發(fā)器本身所定義的操作。
在SQL Server里，每個(gè)DML觸發(fā)器都分配有兩個(gè)特殊的表，一個(gè)是Inserted表，一個(gè)是Deleted表。它們兩個(gè)存在于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的內(nèi)存中，是由系統(tǒng)管理的邏輯表，是兩個(gè)臨時(shí)表，而不是真正存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的物理表。用戶對(duì)這兩個(gè)表只有讀取的權(quán)限，沒有修改的權(quán)限。
這兩個(gè)表的結(jié)構(gòu)（主外鍵、字段、數(shù)據(jù)類型等）與觸發(fā)器所在數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)是完全一致的，當(dāng)觸發(fā)器的工作完成之后，這兩個(gè)表也將會(huì)從內(nèi)存中刪除。
Inserted和Deleted兩個(gè)表的作用：
Inserted：對(duì)于插入記錄操作來說，插入表里存放的是要插入的數(shù)據(jù)；對(duì)于更新記錄操作來說，插入表里存放的是要更新的記錄。
Deleted：對(duì)于更新記錄操作來說，刪除表里存放的是被更新記錄；對(duì)于刪除記錄操作來說，刪除表里存入的是被刪除的舊記錄。
網(wǎng)上找的一張圖，可以幫助理解一下過程。
**注意事項(xiàng)：** （1）只有表才可以支持觸發(fā)器，視圖和臨時(shí)表都不支持觸發(fā)器 （2）每個(gè)表的每個(gè)事件只支持一個(gè)觸發(fā)器，因此每個(gè)表最多支持6個(gè)觸發(fā)器（觸發(fā)器應(yīng)該相應(yīng)的行動(dòng)insert,delete,update，觸發(fā)器何時(shí)執(zhí)行before,after，2*3=6種） （3）單一觸發(fā)器不能與多個(gè)操作相關(guān) （4）觸發(fā)器不能更新和覆蓋，如果想更新一個(gè)觸發(fā)器必須先刪除，再創(chuàng)建。
十三、 為什么大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫索引的實(shí)現(xiàn)使用B+樹而不是哈希表或紅黑樹之類的？
前言
動(dòng)態(tài)查找樹主要有：二叉查找樹，平衡二叉查找樹，紅黑樹，B- tree/B+ tree/B* tree。前三者是典型的二叉查找樹結(jié)構(gòu)，其查詢的時(shí)間復(fù)雜度都與樹的深度相關(guān)，那么降低樹的深度自然會(huì)提高查找效率。
磁盤存儲(chǔ)的知識(shí)
計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備一般分為兩種：內(nèi)存儲(chǔ)器(main memory)和外存儲(chǔ)器(external memory)。內(nèi)存存取速度快，但容量小，價(jià)格昂貴，而且不能長期保存數(shù)據(jù)（在不通電情況下數(shù)據(jù)會(huì)消失）
索引一般以文件形式存儲(chǔ)在磁盤上，索引檢索需要磁盤I/O操作。與主存不同，磁盤I/O存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)耗費(fèi)，因此磁盤I/O的時(shí)間消耗是巨大的。從網(wǎng)上找了一張磁盤構(gòu)造圖如下所示：
除了最頂端和最底端的外側(cè)面不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之外，一共有4個(gè)面可以用來保存信息。當(dāng)磁盤驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行讀/寫功能時(shí)，盤片裝在一個(gè)主軸上，并繞主軸高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁盤在讀/寫頭（又叫磁頭）下通過時(shí)，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫了。
盤片被劃分成一系列同心環(huán)，圓心是盤片中心，每個(gè)同心環(huán)叫做一個(gè)磁道，所有半徑相同的磁道組成一個(gè)柱面。磁道被沿半徑線劃分成一個(gè)個(gè)小的段，每個(gè)段叫做一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)是磁盤的最小存儲(chǔ)單元。
當(dāng)需要從磁盤讀取數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)邏輯地址傳給磁盤，磁盤的控制電路按照尋址邏輯地址翻譯成物理地址，即確定要讀的數(shù)據(jù)在哪個(gè)磁道，哪個(gè)扇區(qū)。為了讀取這個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)，需要將磁頭放到這個(gè)扇區(qū)上方，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，磁頭需要移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)磁道，這個(gè)過程叫做尋道，所耗費(fèi)時(shí)間叫做尋道時(shí)間，然后磁盤旋轉(zhuǎn)將目標(biāo)扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下，這個(gè)過程耗費(fèi)的時(shí)間叫做旋轉(zhuǎn)時(shí)間。
**讀取數(shù)據(jù)順序：**先找到磁道（尋道時(shí)間）、然后旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)扇區(qū)（旋轉(zhuǎn)時(shí)間）、然后讀取數(shù)據(jù)
局部性原理與磁盤預(yù)讀
由于存儲(chǔ)介質(zhì)的特性，磁盤本身存取就比主存慢很多，再加上機(jī)械運(yùn)動(dòng)耗費(fèi)，磁盤的存取速度往往是主存的幾百分之一，因此為了提高效率，要盡量減少磁盤I/O。為了達(dá)到這個(gè)目的，磁盤往往不是嚴(yán)格按需讀取，而是每次都會(huì)預(yù)讀，即使只需要一個(gè)字節(jié)，磁盤也會(huì)從這個(gè)位置開始，順序向后讀取一定長度的數(shù)據(jù)放入內(nèi)存。這樣做的理論依據(jù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中著名的局部性原理。
所謂的局部性原理是指：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)被用到時(shí)，其附近的數(shù)據(jù)也通常會(huì)馬上被使用。程序運(yùn)行期間所需要的數(shù)據(jù)通常比較集中。由于磁盤順序讀取的效率很高（不需要尋道時(shí)間，只需很少的旋轉(zhuǎn)時(shí)間），因此對(duì)于具有局部性的程序來說，預(yù)讀可以提高I/O效率。
預(yù)讀的長度一般為頁的整倍數(shù)。頁式計(jì)算機(jī)管理存儲(chǔ)器的邏輯塊，硬件及操作系統(tǒng)往往將主存和磁盤存儲(chǔ)區(qū)分割為連續(xù)的大小相等的塊，每個(gè)存儲(chǔ)塊稱為一頁（在許多操作系統(tǒng)中，頁的大小通常為4K），主存和磁盤以頁為單位交換數(shù)據(jù)。當(dāng)程序要讀取的數(shù)據(jù)不在主存中時(shí)，會(huì)觸發(fā)一個(gè)缺頁異常，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)向磁盤發(fā)出讀盤信號(hào)，磁盤會(huì)找到數(shù)據(jù)的起始位置并向后連續(xù)讀取一頁或幾頁載入內(nèi)存中，然后異常返回，程序繼續(xù)運(yùn)行。
為什么目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)及文件系統(tǒng)都采用B樹或B+樹作為索引結(jié)構(gòu)？
1、紅黑樹
紅黑樹的定義：一種自平衡二叉查找樹，但是每個(gè)結(jié)點(diǎn)上增加一個(gè)存儲(chǔ)位表示結(jié)點(diǎn)的顏色，通過對(duì)任何一條從根到葉子的路徑上各個(gè)結(jié)點(diǎn)著色方式的限制，紅黑樹確保沒有一條路徑會(huì)比其他路徑長出兩倍，因而是接近平衡的。
紅黑樹的特性：
首先，作為一棵二叉查找樹，具備二叉查找樹的特性：
1、若任意結(jié)點(diǎn)的左子樹不空，則左子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均小于它的根節(jié)點(diǎn)的值。
2、若任意結(jié)點(diǎn)的右子樹不空，則右子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均大于它的根節(jié)點(diǎn)的值。
3、任意結(jié)點(diǎn)的左、右子樹也分別為二叉查找樹。
4、沒有鍵值相等的結(jié)點(diǎn)
紅黑樹的另外5個(gè)特性，保證了一棵n個(gè)結(jié)點(diǎn)的紅黑樹的高度始終保持在logn，也就解釋了“紅黑樹的查找、插入、刪除的時(shí)間復(fù)雜度最壞是o(logn)”
1、每個(gè)結(jié)點(diǎn)要么是紅的要么是黑的
2、根節(jié)點(diǎn)是黑色的
3、每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)（葉節(jié)點(diǎn)即樹尾端NIL指針或NULL結(jié)點(diǎn)）都是黑的
4、如果一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)紅的，那么它的兩個(gè)兒子都是黑的
5、對(duì)于任意結(jié)點(diǎn)而言，其到葉節(jié)點(diǎn)樹尾端NIL指針的每條路徑都包含相同數(shù)目的黑結(jié)點(diǎn)。
2、B樹
B樹與紅黑樹最大的不同在于，B樹的結(jié)點(diǎn)可以有許多子女，從幾個(gè)到幾千個(gè)。為什么又說B樹與紅黑樹很相似呢？因?yàn)榕c紅黑樹一樣，一棵含n個(gè)結(jié)點(diǎn)的B樹的高度也為o(lgn)，但可能比一棵紅黑樹的高度小許多，因?yàn)樗姆种б蜃颖容^大。所以，B樹可以在o(logn)時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)各種如插入、刪除等動(dòng)態(tài)集合操作。
這是一棵B樹，一顆關(guān)鍵字為英語中輔音字母的B樹，現(xiàn)在要從樹中查找字母R，一個(gè)內(nèi)結(jié)點(diǎn)x若含有n[x]個(gè)關(guān)鍵字，那么x將含有n[x]+1個(gè)子女，例如2個(gè)關(guān)鍵字D H的內(nèi)結(jié)點(diǎn)有3個(gè)子女，而含有3個(gè)關(guān)鍵字Q T X的內(nèi)結(jié)點(diǎn)有4個(gè)子女。所有的葉結(jié)點(diǎn)都處于相同的深度，背景為白色的結(jié)點(diǎn)為查找字母R時(shí)要檢查的結(jié)點(diǎn)。
一棵m階的B樹的特性如下：
1、每個(gè)結(jié)點(diǎn)至多有m棵子樹
2、除根節(jié)點(diǎn)外，其他每個(gè)分支結(jié)點(diǎn)至少有ceil(m/2)棵子樹（ceil是一個(gè)向上取整的函數(shù)）
3、根節(jié)點(diǎn)至少有兩棵子樹（除非B樹只包含一個(gè)結(jié)點(diǎn)）
4、所有葉結(jié)點(diǎn)在同一層上。B樹的葉節(jié)點(diǎn)可以看成一種外部結(jié)點(diǎn)，不包含任何信息。
5、有j個(gè)孩子的非葉結(jié)點(diǎn)恰好有j-1個(gè)關(guān)鍵碼，關(guān)鍵碼按遞增次序排列。
3、B+樹
一棵m階的B+樹和m階的B樹的異同點(diǎn)在于：
1、B+樹：有n棵子樹的結(jié)點(diǎn)含有n個(gè)關(guān)鍵字，每個(gè)關(guān)鍵字不保存數(shù)據(jù)，只用來索引，所有數(shù)據(jù)都保存在葉子結(jié)點(diǎn)
B樹：有n棵子樹的結(jié)點(diǎn)還有n-1個(gè)關(guān)鍵字。
2、B+樹：所有的葉子結(jié)點(diǎn)中包含了全部關(guān)鍵字的信息，及指向含有這些關(guān)鍵字記錄的指針，且葉子結(jié)點(diǎn)本身依關(guān)鍵字的大小自小而大的順序鏈接。
3、B+樹：所有的非終端結(jié)點(diǎn)可以看成是索引部分，結(jié)點(diǎn)中僅含有其子樹根節(jié)點(diǎn)中最大（或最小）的關(guān)鍵字。
通常在B+樹上有兩個(gè)頭指針，一個(gè)指向根節(jié)點(diǎn)，一個(gè)指向關(guān)鍵字最小的葉子結(jié)點(diǎn)
為什么說B+樹比B樹更適合實(shí)際應(yīng)用中操作系統(tǒng)的文件索引和數(shù)據(jù)庫索引？
（1）B+樹的磁盤讀寫代碼更低
B+樹的內(nèi)部結(jié)點(diǎn)并沒有指向關(guān)鍵字具體信息的指針，因此其內(nèi)部結(jié)點(diǎn)相比B樹更小。如果把所有同一內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字存放在同一盤塊中，那么盤塊所能容納的關(guān)鍵字?jǐn)?shù)量也越多。一次性讀入內(nèi)存中的需要查找的關(guān)鍵字也就越多。相對(duì)來說IO讀寫次數(shù)也就降低了。
（2）B+樹的查詢效率更加穩(wěn)定
由于非終結(jié)點(diǎn)并不是最終指向文件內(nèi)容的結(jié)點(diǎn)，而只是葉子結(jié)點(diǎn)中關(guān)鍵字的索引。所以任何關(guān)鍵字的查找必須走一條從根節(jié)點(diǎn)到葉子結(jié)點(diǎn)的路。所有關(guān)鍵字查詢的路徑長度相同，導(dǎo)致每一個(gè)數(shù)據(jù)的查詢效率相當(dāng)。
總結(jié)
- 上一篇： Labview实现画板
- 下一篇： linux cmake编译源码,linu