MySQL是一款开源关系型数据库管理系统，它利用结构化查询语言（SQL）来存储、检索和管理数据。
以MySQL递进的形式逐步理解MySQL面试题，是什么，怎么用，为什么用。
MySQL存储引擎
1、InnoDB存储引擎（默认的MySQL存储引擎）
特点
DML操作遵循ACID模型，支持事务；
行级锁，提高并发访问性能；
支持外键FOREIGN KEY约束，保证数据的完整性和正确性。
使用场景
如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询之外，还包含了很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎是合适的。
2、MyISAM
不支持事务，不支持外键
支持表锁，不支持行锁
访问速度快
使用场景
如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是合适的。
CREATE TABLE your_table_name (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(100)
) ENGINE=InnoDB;3、Memory存储引擎
表数据时存储在内存中，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。
特点
内存存放
hash索引（默认）
使用场景
将所有数据保存在内存中，访问速度快，通常用于临时表及缓存
存储过程定义
存储过程是事先经过编译并存储在数据库中的一段SQL语句的集合，用户可以指定存储过程的名字并给定参数（需要时）来调用执行。
delimiter//
create procedure CalculateSquare(in num int,out result int)
beginset result = num * num;
end //
delimiter;delimiter用于更改命令结束符，以便在存储过程中使用begin...end语句，通过使用//作为新的结束符，并在存储过程中定义结束后将其改回；。
create procedure用于创建新的存储过程。
CalculateSquare是存储过程的名称。
（In num int，out result int）定义了输入和输出参数。在这个例子中，num是输入参数，result是输出参数。
begin... end之间的部分是存储过程的主体，即要执行的SQL语句。
调用存储过程
要调用上述存储过程并获取结果，需要使用CALL语句，并指定一个变量来接收输出参数的值。
SET @input = 5;
SET @output = 0;
CALL CalculateSquare(@input,@output);
SELECT @output;MySQL语句的执行顺序
FROM子句->on->join->where->group by->having->select->distinct->union(all)->order by ->limit
数据约束
主键（primary key）：物理上存储的顺序
非空（not null）：此字段不允许填写空值
唯一（unique）：此字段值不允许重复
默认值（default）：当不填写此值时会使用默认值
外键（foreign key）：维护两个表之间的联系
操作数据库SQL语句
操作数据库命令
查看所有数据库：show databases；
使用数据库：use 数据库名；
查看当前使用的数据库：select database（）；
创建数据库：create database 数据库名 charset=utf8；
删除数据库：drop database 数据库名；操作数据表
（操作数据表之前要通过use打开对应的数据库）
常见数据表操作命令：查看当前数据库所有的表：show tables；
查看表结构：desc 表名；
查看表的创建语句：show create table 表名；
创建数据库表：格式：create table 表名（字段名1 类型 约束，字段名2 类型 约束，
）；删除数据库表
drop table 表名；
drop table if exists 表名；在数据表中添加一行/多行数据
insert into 表名 values （），（）；
insert into 表名 （字段1，字段2,...）values （值1，值2，...）(值1，值2，...)
简单查询
select * from 表名；
修改数据
update 表名 set 字段名1=值1，字段名2=值2 where 条件
删除数据
delete from 表名 where 条件
truncate table 表名 （只删除数据）
drop table 表名 （删除所有数据和表结构）
说明：
delete --删除数据时，若新增数据，新增的id是删除的id号的后一个
truncate --删除数据后，若新增数据，是从id=1开始的操作数据库联合查询
内连接
语法一：
select * from 表1 inner join 表2 on 表1.字段 = 表2.字段
语法二：（隐式内连接）
select * from 表1，表2 where 表1.字段=表2.字段
左连接
语法：select * from 表1 left join 表2 on 表1.字段=表2.字段；右连接
select * from 表1 right join 表2 on 表1.字段=表2.字段mysql数据库优化
1、索引优化
确保使用适当索引，使用explain查询
2、查询优化
避免select*，只选取需要的列
3、数据库结构优化
使用合适的数据类型
4、配置优化
5、硬件优化
6、定时优化
7、日志和监控
开启慢查询日志来查找需要优化的查询
SQL优化
1、避免使用select*
2、使用索引
3、选择合适的数据类型
5、批量查询
减少交互次数和服务器资源开销，提高整体效率。
MySQL索引
索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。
索引的优缺点
优点：
提高数据的检索效率，降低数据库的I/O成本
通过索引对数据库进行排序，降低了数据的成本，降低了CPU的消耗
被索引的列会自动进行排序，包括单列排序和组合排序，只是组合索引的排序要复杂一些。
缺点：
索引会占据磁盘的空间
索引虽然会提高查询效率，但是会降低更新表的效率。比如每次对表进行增删该操作，MySQL不仅要保存数据，还有保存或者更新对应的索引文件。
索引的使用场景
需要创建索引
1、主键自动建立唯一索引
2、频繁作为查询条件的字段应该创建索引
不需要建立索引
1、表记录太少的
2、经常进行增删改的表
创建索引
单值索引
一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单值索引。
1、建表时可随表一起建立单值索引。
2、单独创建和删除单值索引。
创建：alter table 表名 add index 索引名（字段）或create index 索引名 on 表名（字段）
删除：drop index 索引名 on 表名
复合索引
一个索引包含多个列
1、建表时可随表一起建立复合索引
2、单独创建和删除复合索引
创建：create index 索引名 on 表名 （字段1，字段2）或alter table 表名 add index 索引名 （字段1，字段2）
删除：drop index 索引名 on 表名
索引什么时候失效
1、列类型不匹配，如果查询中使用的列与索引列的类型不匹配，例如字符串类型上使用了数值比较，那么索引将无法正常工作。
2、函数操作
3、索引列值为空，如果查询条件中使用is null或is not null操作，而索引列上存在null，那么索引将无法正常工作。
4、类型转换，如果查询中使用了某种类型转换，例如在查询中将字符串转换为数字，那么索引将不再有效。
5、当使用OR语句时，索引可能会失效。
什么是索引回表，如何避免
回表的情况
当查询涉及的列不完全在索引中，或者查询请求的列没有在索引里时，数据库会首先通过索引定位到数据所在行，然后再去对应表中查找这些完整记录。
这种过程称为“回表”，因为它所需要从索引返回到原始的数据表中去获取数据。
回表可能会导致性能下降，因为它需要额外的IO操作，从索引到表的访问。
优化：为了避免回表，可以考虑创建覆盖索引，这样数据库可以直接从索引中返回结果，无需访问表。
B+树与B树的主要区别
1、所有键值存储在叶子节点：B+树的内部节点只存储键值用于导航，而不存储实际数据。所有实际数据存储在叶子节点中。
2、叶子节点之间有链表结构：B+树的叶子节点通过指针串联成一个双向链表，以方便范围查询和顺序遍历。
3、内节点不存储实际数据：内节点只用于引导查找路径，数据只保存在叶子节点。
B+树的优势
范围查找性能优越：由于B+树的叶子节点通过链表相连，范围查找操作非常高效。只需从起始节点找到目标范围的第一个叶子节点，然后通过链表依次遍历即可。
磁盘I/O效率高：B+树的内部节点只存储键值，用于导航查找路径，节省了内存空间，并且每次查询只需要访问叶子节点，减少了磁盘I/O操作。
支持顺序遍历：B+树的叶子节点有序排列并通过链表连接，可以高效地进行顺序遍历，特别适合范围查询和排序查询的场景。
什么是事务
事务是一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有操作作为一个整体向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。
事务的操作
MySQL的事务操作主要有三种：
1、开启事务：Start Transaction或begin
2、提交事务：commit
成功结束，将所有的DML语句操作历史记录和底层硬盘数据来一次同步。
3、回滚事务：rollback
失败结束，将所有的DML语句操作历史记录全部清空。
设置MySQL的自动提交模式：
set autocommit=0 禁止自动提交
set autocommit=1 开启自动提交
事务的特性
原子性：事务是不可分割的最小操作单位，要么全部成功，要么全部失败。
一致性：事务完成时，必须所有的数据都保持一致性状态。
隔离性：数据库系统提供隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。
持久性：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。
事务出现的问题
脏读：当一个事务正在访问数据，并对数据进行修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据然后使用了这个数据。
不可重复读：值在一个事务内，多次读取同一数据。这个事务还没结束，另外一个事务也访问该数据。那么，在第一个事务中的两次读数据之间，由于第二个事务的修改，那么第一个事务两次读到的数据可能是不一样的。
幻读：在一个事务内多次查询某个符合条件的记录数量，如果前后两次查询到的记录数量不一样情况，意味着发生了幻读现象。
丢失更新：两个事务同时获取同一条记录，例如A先修改记录，B也修改记录（B不知道A修改过），B提交数据后B的修改结果覆盖了A的修改结果。
事务的隔离级别
1、读未提交（Read uncommitted）
一个事务可以读取另一个事务未提交的数据，最低级别，会造成脏读。
2、读已提交（Read committed）
一个事务要等另一个事务提交后才能读取数据，可避免脏读，会造成不可重复读。
3、可重复读（Repeatable read）
开始读取数据是，不在允许修改操作，可避免脏读，不可重复读发生，但会造成幻读。
4、串行化（Serializable）
MySQL默认隔离级别是Repeatable read
事务的传播机制
required：支持当前事务，如果没有事务，就新建一个事务。
supports：支持当前事务，如果没有事务，就以非事务的方式执行。
mandatory：支持当前事务，如果没有事务，就抛出异常。
requires_new：新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
not_supported：以非事务方式执行，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
never：以非事务的方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
nested：支持当前事务，如果当前事务存在，则嵌套事务，如果没有事务，就新建一个事务。
MVCC
多版本并发控制，在MySQL的InnoDB中处理并发时，不加锁和非阻塞并发读，提高读性能的一种机制。MVCC维持了数据的多个版本，让并发读写时没有冲突。
目的：就是多版本并发控制，在数据库中的实现，就是为了解决脏读和不可重复读等事务之间读写问题而诞生的，MVcc在某些场景中替代了相对的低效的锁（共享锁，排他锁），在保证了隔离性的基础上，提升了读取效率和并发性。
它的实现原理主要是依赖记录中的 3个隐式字段，undo log ，read view 来实现的。
后面三个隐含字段分别对应该行的隐含ID（DB_ROW_ID）、事务号（DB_TRX_ID，最新更新这条记录的事务ID）和回滚指针（DB_ROLL_PT,指向当前记录项的回滚的undo log记录 ）。
MySQL的锁
全局锁
//使用全局锁
flush tables with read lock执行后，整个数据库就处于只读状态，这时其它线程操作都会被阻塞。
//释放全局锁
unlock tables会话断开，全局锁会被自动释放。
应用场景
全局锁主要应用于全库逻辑备份，这样在备份期间，不会因为数据或表结构的更新，而出现备份文件的数据与预期不一样。
缺点
加全局锁，业务只能读数据，而不能更新数据，这样会造成业务停滞。
解决
如果数据库的引擎支持的事务支持可重复读的隔离级别，那么在备份数据库之前开启事务，会先创建Read View，然后整个事务执行期间都在用这个Read View，而且由于MVCC的支持，备份期间业务依然可以对数据进行更新操作。
表锁
//表级别的共享锁，也就是读锁
lock tables table_name read;
//表级别的排它锁,也就是写锁
lock tables table_name write;//释放锁
unlock tables1、意向锁，当执行插入、更新、删除操作，需要先对表加上意向独占锁，然后对记录加独占锁。
意向锁的目的是为了快速判断表里是否有记录被加锁。
2、自增锁，当事务插入数据到自增列时就会触发。当某个事务在往表中插入数据时，另外一个事务必须等待上个事务执行完毕，实现主键的连续自增。
行级锁
1、Record Lock，记录锁，也就是把一条记录锁上。
2、Gap Lock，间隙锁，锁定一个范围，但是不包含记录本身。只存在于可重复读隔离级别，目的是为了解决可重复读隔离级别下的幻读。
3、Next-Key Lock，记录锁和间隙锁组合，锁定一个范围，并且锁定记录本身。
4、插入意向锁，有insert操作在行插入之前设置的一种间隙锁，当多个事务插入记录到相同索引间隙时彼此并不需要互相等待，除非插入到相同的位置。
MySQL的主从复制
MySQL主从复制是一种用于实现数据库高可用和负载均衡的机制，它允许一个MySQL主服务器（主库）将数据同步到一个或多个从服务器（从库）。这个过程可以实时或近实时进行，主要用于提高系统的读取性能、故障转移和数据备份。
怎么保证主从库中数据的一致性
异步复制：虽然MySQL默认使用异步复制，在这种模式下，主库提交事务不会后不会等待从库确认，这可能导致数据不一致。
半同步复制：在这种模式下，主库提交事务后等待至少一个从库确认接收到并写入到中继日志中，才返回给客户端。这提高了数据的一致性，但可能会引入一定延迟。
全同步复制：要求所有的从库都接收到主库的数据并且执行完成其中事务后，主库才会返回客户端，虽然这种模式下数据强一致性得到保证，但性能损耗较大。
处理数据库百万条数据，按年月日分别查询排序
1、索引优化
创建日期索引，复合索引
2、查询优化
使用范围查询，排序，限制结果集
3、分区表
按日期分区
4、缓存和视图化
)
