以下是《數(shù)據(jù)庫程序員面試筆試寶典-機(jī)械工業(yè)出版社》的一些筆記整理。

待完成: 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫完整性規(guī)則理肺，事務(wù)的分類巍膘，XA協(xié)議，CAP定理狐史；更新丟失

• 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫完整性規(guī)則：實體完整性規(guī)則（主鍵不能為空）痒给；參照完整性規(guī)則（外鍵必須在其對應(yīng)的主鍵中能找到或者是空值）；用戶自定義完整性規(guī)則

• 約束（Constraint）類型：主鍵（Primary Key）約束骏全，唯一約束（Unique）苍柏，檢查約束，非空約束姜贡，外鍵（Foreign Key）約束

事務(wù)

• 事務(wù)（Transaction）的概念：是一個操作序列试吁，不可分割的工作單位，以BEGIN TRANSACTION開始楼咳，以ROLLBACK/COMMIT結(jié)束

• 事務(wù)的特性（ACID特性）：原子性（邏輯上是不可分割的操作單元熄捍，要么都執(zhí)行要么都不執(zhí)行）；一致性：根據(jù)實際情況滿足一致性狀態(tài)母怜；隔離性：針對并發(fā)事務(wù)而言余耽，隔離并發(fā)運行的多個事務(wù)間的相互干擾；持久性：一旦事務(wù)提交成功苹熏，對數(shù)據(jù)的修改是永久性的

• 事務(wù)的分類：

  • 扁平事務(wù)（Flat Transaction）：所有操作處于同一層次碟贾，其間的操作是原子性的。主要限制是不能提交或回滾事務(wù)的某一部分
  • 帶有保存點（Savepoints）的扁平事務(wù)：支持回滾到保存點
  • 鏈?zhǔn)聞?wù)（Chained Transaction）：一個事務(wù)由多個子事務(wù)鏈?zhǔn)浇M成轨域。在提交一個事務(wù)時袱耽，釋放不需要的數(shù)據(jù)對象，前一個事務(wù)的提交操作和下一個事務(wù)的開始操作合并成一個原子操作干发；與帶有保存點的扁平事務(wù)的不同之處：鏈?zhǔn)聞?wù)中的回滾只限于當(dāng)前事務(wù)朱巨；鏈?zhǔn)聞?wù)在執(zhí)行COMMIT之后即釋放了當(dāng)前所持有的鎖
  • 嵌套事務(wù)（Nested Transaction）：層次結(jié)構(gòu)框架，由一個頂層事務(wù)控制著各個層次的事務(wù)（子事務(wù)）
  • 分布式事務(wù)（Distributed）：分布式環(huán)境下運行的扁平事務(wù)枉长，需要根據(jù)數(shù)據(jù)所在位置訪問網(wǎng)絡(luò)中不同結(jié)點的數(shù)據(jù)庫資源冀续。也稱XA事務(wù)，XA是一個分布式事務(wù)協(xié)議

• XA協(xié)議：主要定義了事務(wù)管理器（Transaction Manager）和資源管理器（Resource Manager）之間的接口搀暑。XA事務(wù)是基于兩階段提交（Two-phase commit,2pc）協(xié)議實現(xiàn)的沥阳，準(zhǔn)備階段和提交階段

• 事務(wù)的四種隔離級別：當(dāng)多個線程都開啟事務(wù)操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)庫需要進(jìn)行隔離操作自点，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性桐罕。如果不考慮事務(wù)的隔離性，則會出現(xiàn)以下問題：

  • 臟讀（Dirty Read）：一個事務(wù)讀取了被另一個事務(wù)（正在多次）修改、但尚未提交的數(shù)據(jù)功炮，造成兩個事務(wù)得到的數(shù)據(jù)不一致
  • 不可重復(fù)讀（Nonrepeatable Read）：在同一個事務(wù)中溅潜，某查詢操作在一個時間讀取某一行數(shù)據(jù)和之后一個時間讀取該行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生修改（可能被更新或刪除了）
  • 幻讀（Phantom Read）：當(dāng)同一查詢多次執(zhí)行時薪伏，由于其它的插入操作的事務(wù)提交滚澜，會導(dǎo)致每次返回不同的結(jié)果集（和不可重復(fù)讀的區(qū)別：針對的是一個數(shù)據(jù)整體）

• 四種隔離級別（級別提高并發(fā)性能降低）：

  • 未提交讀（Read Uncommited）：該隔離級別中，所有事務(wù)都可以看到其它未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果嫁怀。不能避免上述三個問題
  • 提交讀（Read Commited）：Oracle數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)隔離級別设捐。一個事務(wù)只能看見已經(jīng)提交的事務(wù)所作的改變√潦纾可避免臟讀問題
  • 可重復(fù)讀（Repeatable Read）：MySQL的默認(rèn)隔離級別（MySQL設(shè)置語句：SET GLOBAL|SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITED）萝招。可以確保同一個事務(wù)在多次讀取同樣的數(shù)據(jù)時得到相同的結(jié)果存捺，解決了前兩個問題
  • 可串行化（Serializable）：通過強(qiáng)制事務(wù)排序槐沼，強(qiáng)制事務(wù)串行執(zhí)行，使之不可能相互沖突捌治，從而解決幻讀問題岗钩。可能導(dǎo)致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭肖油，實際很少使用兼吓。

• CAP定理：在一個分布式系統(tǒng)中，一致性（Consistancy）（所有結(jié)點在同一時間的數(shù)據(jù)完全一致）森枪、可用性（Availability）（服務(wù)一直可用）周蹭、分區(qū)容錯性（Partition Tolerance）（某結(jié)點故障不影響服務(wù)的提供）三者不可兼得。最多只能得其二疲恢。CA數(shù)據(jù)庫（如圖書管理系統(tǒng)）/CP數(shù)據(jù)庫（如火車售票系統(tǒng)）/AP數(shù)據(jù)庫（如博客）

• 數(shù)據(jù)庫的三級模式/三個抽象級別（數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)）：

  • 外模式（External Schema）：也叫子模式或用戶模式，面向具體的應(yīng)用程序瓷胧，是數(shù)據(jù)庫用戶最終能看見和使用的視圖
  • 模式（Schema）：也叫邏輯模式显拳，數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)的描述
  • 內(nèi)模式（Internal Schema）：也稱存儲模式，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述搓萧，依賴于邏輯結(jié)構(gòu)杂数，獨立于具體的用戶視圖和存儲設(shè)備。比如是否加密存儲瘸洛，壓縮存儲揍移，使用B-tree還是哈希

• 二級映像

  • 外模式/模式映像：外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)模式改變時反肋，只需要相應(yīng)改變映像那伐，而外模式可保持不變。體現(xiàn)了邏輯獨立性
  • 模式/內(nèi)模式映像：數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。物理獨立性

• 封鎖類型：排他鎖（X鎖）：事務(wù)對數(shù)據(jù)加上X鎖時罕邀，只允許此事務(wù)讀取和修改此數(shù)據(jù)畅形；共享鎖（S鎖）：加了S鎖后，該事務(wù)和其它事務(wù)只能對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取而不能修改诉探，直到該事務(wù)釋放S鎖

• 三級封鎖協(xié)議：

  • 一級：事務(wù)在修改數(shù)據(jù)之前必須先對其加X鎖日熬，直到事務(wù)結(jié)束才釋放∩隹瑁可防止丟失修改（不能解決臟讀問題竖席？？）
  • 二級：事務(wù)在讀取數(shù)據(jù)之前必須先加S鎖敬肚，讀完后釋放毕荐。可防止臟讀帘皿，不能保證可重復(fù)讀
  • 三級：事務(wù)讀取數(shù)據(jù)之前加S鎖东跪，事務(wù)結(jié)束后釋放梯轻，防止了不可重復(fù)讀

• 兩段鎖協(xié)議：事務(wù)必須嚴(yán)格分為兩個階段對數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖和解鎖的操作锄奢，第一階段加鎖，第二階段解鎖我衬。也就是說一個事務(wù)中一旦釋放了鎖曹动，就不能再申請新鎖了

鎖

• 用于管理對共享資源的并發(fā)訪問斋日，保證數(shù)據(jù)庫的完整性和一致性

• 更新丟失：一個事務(wù)對數(shù)據(jù)的更新把另一個事務(wù)的更新覆蓋了，只有第四級隔離可以防止墓陈，但效率太低恶守。更新丟失分兩類：第一類：在A事務(wù)撤銷時，把已經(jīng)提交的B事務(wù)的更新覆蓋了贡必；第二類：在A事務(wù)提交時覆蓋了B已經(jīng)提交的更新

• 悲觀鎖：每次讀取數(shù)據(jù)之前都會上鎖兔港，防止其它事務(wù)讀取或修改數(shù)據(jù)；應(yīng)用于數(shù)據(jù)更新比較頻繁的場景

• 樂觀鎖：查詢數(shù)據(jù)時不會上鎖仔拟，但是更新時會判斷在此期間有沒有別的事務(wù)更新這個數(shù)據(jù)衫樊，一般通過時間戳字段實現(xiàn)

• SQL server中鎖的分類：

  • 共享鎖（share lock）：執(zhí)行SELECT時，數(shù)據(jù)庫會自動使用S鎖
  • 排他鎖（exclusive lock）：執(zhí)行INSERT/UPDATE/DELETE時自動使用
  • 更新鎖（update lock）：意味著事務(wù)即將使用X鎖利花？
  • 意向鎖（intent lock）：科侈？
  • 架構(gòu)鎖（schema lock，Sch鎖）：
  • 大容量更新鎖（bulk update lock）：允許多個線程將數(shù)據(jù)并發(fā)大容量加載到同一個表

• 死鎖（具體知識看操作系統(tǒng)部分）：多個進(jìn)程發(fā)生等待（阻塞）時炒事，每個都在等待被其它進(jìn)程占用的資源臀栈；產(chǎn)生條件：互斥條件（一個資源一次只能被一個進(jìn)程占用）；請求與保持條件（當(dāng)一個進(jìn)程因請求資源而被阻塞時挠乳，對已獲得的資源不會釋放）权薯；不可剝奪條件（進(jìn)程已獲得的資源姑躲，在使用完之前，不能強(qiáng)行被剝奪）崭闲；循環(huán)等待條件（若干進(jìn)程之間形成一種首尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系）

• 活鎖：事務(wù)等待時間太長肋联，似乎被鎖住了，實際上有可能激活

• MVCC（Multi-Version Concurrent Control刁俭，多版本并發(fā)控制）：更新數(shù)據(jù)時橄仍，不會直接覆蓋數(shù)據(jù)，而是生成一個新的版本的數(shù)據(jù)牍戚，但是同一時刻只有最新的版本號是有效的

• 存儲過程：用戶定義的一系列SQL語句的集合侮繁，針對特定表和特定對象

• 觸發(fā)器：允許用戶定義一組操作，但是其是不能被直接調(diào)用的如孝，而是由一個事件來觸發(fā)運行宪哩，比如增/刪/改等操作。用于保證數(shù)據(jù)完整性第晰。在數(shù)據(jù)庫里以獨立的對象存儲锁孟。不能接受參數(shù)。濫用會造成維護(hù)困難

• 游標(biāo)：用于定位在結(jié)果集的特定行茁瘦，以對特定行進(jìn)行操作而不是整個結(jié)果集

• 視圖：從數(shù)據(jù)庫的基本表中由查詢選取出來的數(shù)據(jù)組成的虛擬表品抽。數(shù)據(jù)庫中只會存放視圖的定義。隱藏了數(shù)據(jù)的復(fù)雜性甜熔，可控制對某些機(jī)密數(shù)據(jù)的訪問提高了安全性

索引（Index）

• 對某列創(chuàng)建索引（生成獨立的索引表圆恤，方式如排序）可以大大加快檢索速度，缺點是耗費時間和空間以及更新索引很慢腔稀。主鍵和外鍵必須有索引

• 在哪些地方創(chuàng)建索引：

  • WHERE子句或連接條件經(jīng)常引用的列
  • 某列經(jīng)常作為最大最小值
  • 經(jīng)常被查詢并按一定規(guī)則返回
  • 經(jīng)常出現(xiàn)在ORDER BY/GROUP BY/DISDINCT后面的字段
  • 只應(yīng)建立在小字段上盆昙，而不要對大文本或圖片建立索引

• 唯一索引（Unique Indexes）/非唯一（Nonunique）索引：索引值是否唯一

• 聚集（Clustered）索引/非聚集索引：對磁盤上存放數(shù)據(jù)的物理地址重新組織以使這些數(shù)據(jù)按照指定規(guī)則排序的一種索引（數(shù)據(jù)的物理排列順序和索引排列順序一致）。因此每張表只能創(chuàng)建一個聚集索引（因為要改變物理存儲順序）焊虏。優(yōu)點是查詢速度快淡喜，因為可以直接按照順序得到需要數(shù)據(jù)的物理地址。缺點是進(jìn)行修改的速度較慢诵闭。對于需要經(jīng)常搜索范圍的值很有效拆火。非聚集索引只記錄邏輯順序，并不改變物理順序涂圆。兩者都用B+Tree來描述，非聚集索引的葉結(jié)點存放的是指向數(shù)據(jù)塊的指針

• 單列索引/復(fù)合（Composite）索引：基于單個列或多列建立的索引

• 位圖（Bitmap）索引

• 分區(qū)（Partitioned）索引/非分區(qū)索引：把一個索引分成多個片段币叹，可以訪問更小的片段润歉。二叉樹和位圖索引都可以分區(qū)，哈希索引不能分區(qū)颈抚。分區(qū)索引又分為本地分區(qū)索引和全局分區(qū)索引

• 覆蓋（Covering）索引：一個索引包含了所有滿足查詢所需要的數(shù)據(jù)踩衩，查詢的時候只需要讀取索引而不需要回表讀取數(shù)據(jù)

• 虛擬（Virtual）索引：模擬索引的存在而不用真正創(chuàng)建一個索引嚼鹉，用于快速測試創(chuàng)建索引對執(zhí)行計劃的影響。沒有相關(guān)的索引段驱富，不增加存儲空間的使用

• 不可見（Invisible）索引

• E-R模型

• 數(shù)據(jù)字典

• 數(shù)據(jù)庫安全

• 熱備份：在數(shù)據(jù)庫運行的情況下锚赤，采用歸檔方式備份的方法。優(yōu)點：可按表或用戶備份褐鸥，備份時數(shù)據(jù)庫仍可使用线脚，可恢復(fù)至任一時間點。但是不能出錯

• 冷備份：數(shù)據(jù)庫正常關(guān)閉后叫榕，將關(guān)鍵性文件復(fù)制到另一位置的備份方式浑侥。優(yōu)點：操作簡單快速，恢復(fù)簡單

• OLTP（OnLine Transaction Processing晰绎，聯(lián)機(jī)事務(wù)處理）：主要是執(zhí)行基本的事務(wù)寓落，如增刪改，一般對實時性要求高荞下，數(shù)據(jù)量不是很大伶选，并發(fā)性要求高

• OLAP（OnLine Analytical Processing，聯(lián)機(jī)分析處理）：支持復(fù)雜的分析操作尖昏，側(cè)重決策支持

• 數(shù)據(jù)庫連接池：負(fù)責(zé)分配仰税、管理和釋放數(shù)據(jù)庫連接，允許應(yīng)用程序重復(fù)使用現(xiàn)有的連接而不需要重新建立連接会宪。有最小連接數(shù)和最大連接數(shù)肖卧。連接池將數(shù)據(jù)庫連接到中間服務(wù)器上，這樣應(yīng)用程序每次連接時就只需要操作服務(wù)器上的連接