Java面试黄金宝典29

1. 什么是普通索引和唯一性索引

 

• 定义：
  1. 普通索引：是最基本的索引类型，它为数据表中的某一列或多列建立索引，以加快数据的查询速度。它不限制索引列的值重复，允许存在多个相同的值。
  2. 唯一性索引：在普通索引的基础上，增加了索引列值必须唯一的约束条件，即该列中不允许出现重复的值，但可以有一个 NULL 值。
• 要点：
  1. 普通索引主要用于提高查询效率，不保证数据的唯一性。
  2. 唯一性索引在提高查询效率的同时，还能保证数据的唯一性。
• 应用：普通索引适用于经常用于查询条件但不要求唯一的数据列，如商品表中的商品类别列。唯一性索引适用于需要保证数据唯一性的列，如用户表中的邮箱列。

• SQL 代码举例：

sql

-- 创建表
CREATE TABLE users (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),email VARCHAR(100)
);-- 创建普通索引
CREATE INDEX idx_name ON users (name);-- 创建唯一性索引
CREATE UNIQUE INDEX idx_email ON users (email);

 

2. 什么是单个索引和复合索引

 

• 定义：
  1. 单个索引：是指在数据表的某一个列上创建的索引，用于加快对该列数据的查询速度。
  2. 复合索引：也叫组合索引，是在数据表的多个列上创建的索引，数据库会按照定义的列顺序来存储和检索数据。
• 要点：
  1. 单个索引适用于仅对单个列进行查询的场景。
  2. 复合索引在多列查询时能显著提高效率，但要遵循最左前缀原则。
• 应用：单个索引常用于单条件查询，如按用户年龄查询用户信息。复合索引适用于多条件查询，如同时按用户年龄和性别查询用户信息。

• SQL 代码举例：

sql

-- 创建表
CREATE TABLE products (id INT PRIMARY KEY,category VARCHAR(50),price DECIMAL(10, 2),stock INT
);-- 创建单个索引
CREATE INDEX idx_category ON products (category);-- 创建复合索引
CREATE INDEX idx_category_price ON products (category, price);

 

3. 什么是聚簇索引和非聚簇索引

• 定义：
  1. 聚簇索引：表数据按照索引的顺序进行存储，索引的叶子节点直接存储实际的数据行。一个表只能有一个聚簇索引。
  2. 非聚簇索引：索引的叶子节点存储的是指向实际数据行的指针，而不是数据本身。一个表可以有多个非聚簇索引。
• 要点：
  1. 聚簇索引能快速定位数据行，因为数据和索引存储在一起。
  2. 非聚簇索引需要先通过索引找到指针，再通过指针找到实际数据行，可能会增加磁盘 I/O。
• 应用：聚簇索引适用于需要快速定位数据的场景，如按主键查询。非聚簇索引适用于经常进行范围查询的列。

• SQL 代码举例：

sql

-- 创建表，InnoDB 中主键索引是聚簇索引
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY,customer_id INT,order_date DATE
) ENGINE=InnoDB;-- 创建非聚簇索引
CREATE INDEX idx_customer_id ON orders (customer_id);

 

4. 什么是主索引和外键索引

 

• 定义：
  1. 主索引：通常指主键索引，是一种特殊的唯一性索引，用于唯一标识表中的每一行数据。一个表只能有一个主索引。
  2. 外键索引：用于建立和加强两个表数据之间的关联，保证数据的引用完整性。外键是一个表中的一列或多列，其值必须与另一个表的主键值匹配。
• 要点：
  1. 主索引确保表中数据的唯一性和快速查找。
  2. 外键索引维护表之间的关系，保证数据的一致性。
• 应用：主索引用于唯一标识表中的记录，如用户表中的用户 ID。外键索引用于关联不同表之间的数据，如订单表中的用户 ID 关联用户表的主键。

• SQL 代码举例：

sql

-- 创建用户表
CREATE TABLE users (user_id INT PRIMARY KEY,username VARCHAR(50)
);-- 创建订单表
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY,user_id INT,order_date DATE,FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id)
);

 

5. 什么是全文索引

 

• 定义：全文索引是一种特殊的索引类型，用于在文本数据中进行全文搜索。它会对文本内容进行分词处理，然后建立索引，以便快速查找包含特定关键词的文本。
• 要点：
  1. 全文索引适用于对大文本字段进行搜索，如文章内容、产品描述等。
  2. 它的搜索效率比使用 LIKE 关键字进行模糊查询要高。
• 应用：常用于搜索引擎、文章检索等需要对大量文本进行搜索的场景。

• SQL 代码举例：

sql

-- 创建表
CREATE TABLE articles (article_id INT PRIMARY KEY,title VARCHAR(200),content TEXT
);-- 创建全文索引
CREATE FULLTEXT INDEX idx_fulltext ON articles (content);-- 使用全文索引进行搜索
SELECT * FROM articles WHERE MATCH(content) AGAINST('关键词');

 

6. 什么是空间索引

 

• 定义：空间索引是一种特殊的索引，用于对空间数据（如地理坐标、几何图形等）进行高效的存储和查询。它通过对空间数据进行划分和组织，使得可以快速定位和查询特定范围内的空间对象。
• 要点：
  1. 空间索引适用于处理地理信息系统（GIS）、地图应用等需要处理空间数据的场景。
  2. 它可以大大提高空间数据的查询效率。
• 应用：在地图应用中查找附近的商家、地理信息系统中查询特定区域内的地理对象等。

• SQL 代码举例：

sql

-- 创建表
CREATE TABLE locations (location_id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geom GEOMETRY
);-- 创建空间索引
CREATE SPATIAL INDEX idx_spatial ON locations (geom);

 

7. InnoDB 与 MyISAM 引擎区别

 

• 定义：
  1. InnoDB：是 MySQL 的默认存储引擎，支持事务、外键、行级锁等特性。它使用聚簇索引来存储数据，数据和索引是存储在一起的。
  2. MyISAM：是 MySQL 早期的存储引擎，不支持事务和外键，只支持表级锁。它的索引和数据是分开存储的。
• 要点：
  1. InnoDB 适合对数据一致性要求较高、有事务处理需求的场景。
  2. MyISAM 适合对查询性能要求较高、对事务和外键没有要求的场景。
• 应用：InnoDB 常用于电商系统的订单表、银行系统的账户表等需要保证数据一致性和事务处理的场景。MyISAM 常用于日志表、统计报表表等对事务要求不高的场景。

• SQL 代码举例：

sql

-- 使用 InnoDB 引擎创建表
CREATE TABLE innodb_table (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50)
) ENGINE=InnoDB;-- 使用 MyISAM 引擎创建表
CREATE TABLE myisam_table (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50)
) ENGINE=MyISAM;

 

8. 什么是脏读、幻读、可重复读、不可重复读

 

• 定义：
  1. 脏读：一个事务读取了另一个未提交事务修改的数据。如果另一个事务回滚，那么读取到的数据就是无效的。
  2. 不可重复读：一个事务在多次读取同一数据时，由于其他事务对该数据进行了修改并提交，导致每次读取的结果不一致。
  3. 可重复读：一个事务在执行过程中，多次读取同一数据时，无论其他事务是否对该数据进行了修改并提交，读取的结果都是一致的。
  4. 幻读：一个事务在执行过程中，根据某个条件查询到了一些数据，在该事务再次根据相同条件查询时，由于其他事务插入或删除了符合条件的数据，导致查询结果的行数发生了变化。
• 要点：
  1. 脏读是读取未提交的数据，会导致数据的不一致性。
  2. 不可重复读主要是针对数据的修改操作。
  3. 可重复读保证了在一个事务内多次读取同一数据的一致性。
  4. 幻读主要是针对数据的插入和删除操作。
• 应用：通过设置不同的事务隔离级别来避免这些问题，以满足不同的业务需求。

• SQL 代码举例：

sql

-- 设置事务隔离级别为可重复读
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;-- 开始事务
START TRANSACTION;-- 查询数据
SELECT * FROM users WHERE id = 1;-- 其他事务可能会修改数据-- 再次查询数据
SELECT * FROM users WHERE id = 1;-- 提交事务
COMMIT;

 

9. 如何进行 SQL 优化

 

• 定义：SQL 优化是指通过对 SQL 查询语句、数据库表结构、索引等进行优化，以提高 SQL 查询的执行效率，减少查询时间和资源消耗。
• 要点：
  1. 索引优化：合理创建索引，避免创建过多或不必要的索引，遵循最左前缀原则。
  2. 查询语句优化：避免使用 SELECT *，尽量使用 EXISTS 代替 IN，使用 UNION ALL 代替 UNION 等。
  3. 表结构优化：合理设计表结构，避免数据冗余，使用合适的数据类型。
• 应用：在实际开发中，对经常执行的查询语句进行优化，以提高系统的性能。

• SQL 代码举例：

sql

-- 原查询语句
SELECT * FROM orders WHERE customer_id IN (SELECT customer_id FROM customers WHERE country = 'China');-- 优化后的查询语句
SELECT o.* FROM orders o JOIN customers c ON o.customer_id = c.customer_id WHERE c.country = 'China';

 

10. 简介数据库特性 ACID

• 定义：ACID 是数据库事务的四个基本特性，用于保证数据库操作的一致性和可靠性。
  1. 原子性（Atomicity）：一个事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。如果事务中的任何一个操作失败，整个事务都会回滚到初始状态。
  2. 一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库的状态必须保持一致。也就是说，事务不能破坏数据库的完整性约束。
  3. 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不能被其他事务干扰。每个事务都应该感觉不到其他事务的存在。
  4. 持久性（Durability）：一旦事务提交，它对数据库的修改就会永久保存，即使数据库发生故障也不会丢失。
• 要点：
  1. 原子性保证了事务的完整性。
  2. 一致性保证了数据的正确性。
  3. 隔离性保证了事务的并发执行。
  4. 持久性保证了数据的永久性。
• 应用：在需要保证数据一致性和可靠性的场景中，如银行转账、电商订单处理等，都需要使用事务来保证 ACID 特性。

• SQL 代码举例：

sql

-- 开始事务
START TRANSACTION;-- 执行操作
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 2;-- 提交事务
COMMIT;

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