Java 面试知识点【背诵版 240题 约7w字】 (39)

简单来说分为五步:① 客户端发送一条查询给服务器。② 服务器先检查查询缓存,如果命中了缓存则立刻返回存储在缓存中的结果,否则进入下一阶段。③ 服务器端进行 SQL 解析、预处理,再由优化器生成对应的执行计划。④ MySQL 根据优化器生成的执行计划,调用存储引擎的 API 来执行查询。⑤ 将结果返回给客户端。

数据类型 3 Q1:VARCHAR 和 CHAR 的区别?

VARCHAR 用于存储可变字符串,是最常见的字符串数据类型。它比 CHAR 更节省空间,因为它仅使用必要的空间。VARCHAR 需要 1 或 2 个额外字节记录字符串长度,如果列的最大长度不大于 255 字节则只需要 1 字节。VARCHAR 不会删除末尾空格。

VARCHAR 适用场景:字符串列的最大长度比平均长度大很多、列的更新很少、使用了 UTF8 这种复杂字符集,每个字符都使用不同的字节数存储。

CHAR 是定长的,根据定义的字符串长度分配足够的空间。CHAR 会删除末尾空格。

CHAR 适合存储很短的字符串,或所有值都接近同一个长度,例如存储密码的 MD5 值。对于经常变更的数据,CHAR 也比 VARCHAR更好,因为定长的 CHAR 不容易产生碎片。对于非常短的列,CHAR 在存储空间上也更有效率,例如用 CHAR 来存储只有 Y 和 N 的值只需要一个字节,但是 VARCHAR 需要两个字节,因为还有一个记录长度的额外字节。

Q2:DATETIME 和 TIMESTAMP 的区别?

DATETIME 能保存大范围的值,从 1001~9999 年,精度为秒。把日期和时间封装到了一个整数中,与时区无关,使用 8 字节存储空间。

TIMESTAMP 和 UNIX 时间戳相同,只使用 4 字节的存储空间,范围比 DATETIME 小得多,只能表示 1970 ~2038 年,并且依赖于时区。

Q3:数据类型有哪些优化策略?

更小的通常更好

一般情况下尽量使用可以正确存储数据的最小数据类型,更小的数据类型通常也更快,因为它们占用更少的磁盘、内存和 CPU 缓存。

尽可能简单

简单数据类型的操作通常需要更少的 CPU 周期,例如整数比字符操作代价更低,因为字符集和校对规则使字符相比整形更复杂。应该使用 MySQL 的内建类型 date、time 和 datetime 而不是字符串来存储日期和时间,另一点是应该使用整形存储 IP 地址。

尽量避免 NULL

通常情况下最好指定列为 NOT NULL,除非需要存储 NULL值。因为如果查询中包含可为 NULL 的列对 MySQL 来说更难优化,可为 NULL 的列使索引、索引统计和值比较都更复杂,并且会使用更多存储空间。当可为 NULL 的列被索引时,每个索引记录需要一个额外字节,在MyISAM 中还可能导致固定大小的索引变成可变大小的索引。

如果计划在列上建索引,就应该尽量避免设计成可为 NULL 的列。

索引 10 Q1:索引有什么作用?

索引也叫键,是存储引擎用于快速找到记录的一种数据结构。索引对于良好的性能很关键,尤其是当表中数据量越来越大时,索引对性能的影响愈发重要。在数据量较小且负载较低时,不恰当的索引对性能的影响可能还不明显,但数据量逐渐增大时,性能会急剧下降。

索引大大减少了服务器需要扫描的数据量、可以帮助服务器避免排序和临时表、可以将随机 IO 变成顺序 IO。但索引并不总是最好的工具,对于非常小的表,大部分情况下会采用全表扫描。对于中到大型的表,索引就非常有效。但对于特大型的表,建立和使用索引的代价也随之增长,这种情况下应该使用分区技术。

在MySQL中,首先在索引中找到对应的值,然后根据匹配的索引记录找到对应的数据行。索引可以包括一个或多个列的值,如果索引包含多个列,那么列的顺序也十分重要,因为 MySQL 只能使用索引的最左前缀。

Q2:谈一谈 MySQL 的 B-Tree 索引

大多数 MySQL 引擎都支持这种索引,但底层的存储引擎可能使用不同的存储结构,例如 NDB 使用 T-Tree,而 InnoDB 使用 B+ Tree。

B-Tree 通常意味着所有的值都是按顺序存储的,并且每个叶子页到根的距离相同。B-Tree 索引能够加快访问数据的速度,因为存储引擎不再需要进行全表扫描来获取需要的数据,取而代之的是从索引的根节点开始进行搜索。根节点的槽中存放了指向子节点的指针,存储引擎根据这些指针向下层查找。通过比较节点页的值和要查找的值可以找到合适的指针进入下层子节点,这些指针实际上定义了子节点页中值的上限和下限。最终存储引擎要么找到对应的值,要么该记录不存在。叶子节点的指针指向的是被索引的数据,而不是其他的节点页。

B-Tree索引的限制:

如果不是按照索引的最左列开始查找,则无法使用索引。

不能跳过索引中的列,例如索引为 (id,name,sex),不能只使用 id 和 sex 而跳过 name。

如果查询中有某个列的范围查询,则其右边的所有列都无法使用索引。

Q3:了解 Hash 索引吗?

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