MySQL常见面试题索引与表设计

1

索引概念、索引模型

Q：你们每天这么大的数据量，都是保存在关系型数据库中吗？

A：是的，我们线上使用的是MySQL数据库 

Q：每天几百万数据，一个月就是几千万了，那你们有没有对于查询做一些优化呢？

A：我们在数据库中创建了一些索引（我现在非常后悔我当时说了这句话）

Q：那你能说说什么是索引吗？

A：索引其实是一种数据结构，能够帮助我们快速的检索数据库中的数据

Q：那么索引具体采用的哪种数据结构呢？ 

A：常见的MySQL主要有两种结构：Hash索引和B+ Tree索引，我们使用的是InnoDB引擎，默认的是B+树

Q：既然你提到InnoDB使用的B+ 树的索引模型，那么你知道为什么采用B+ 树吗？这和Hash索引比较起来有什么优缺点吗？

A：因为Hash索引底层是哈希表，哈希表是一种以key-value存储数据的结构，所以多个数据在存储关系上是完全没有任何顺序关系的，所以，对于区间查询是无法直接通过索引查询的，就需要全表扫描。所以，哈希索引只适用于等值查询的场景。而B+ 树是一种多路平衡查询树，所以他的节点是天然有序的（左子节点小于父节点、父节点小于右子节点），所以对于范围查询的时候不需要做全表扫描

Q：除了上面这个范围查询的，你还能说出其他的一些区别吗？ 

A： 

B+Tree索引和Hash索引区别？

哈希索引适合等值查询，但是无法进行范围查询 

哈希索引没办法利用索引完成排序 

哈希索引不支持多列联合索引的最左匹配规则 

如果有大量重复键值的情况下，哈希索引的效率会很低，因为存在哈希碰撞问题

2

聚簇索引、覆盖索引

Q：刚刚我们聊到B+ Tree ，那你知道B+ Tree的叶子节点都可以存哪些东西吗？

A：InnoDB的B+ Tree可能存储的是整行数据，也有可能是主键的值

Q：那这两者有什么区别吗？ 

A：在 InnoDB 里，索引B+ Tree的叶子节点存储了整行数据的是主键索引，也被称之为聚簇索引。而索引B+ Tree的叶子节点存储了主键的值的是非主键索引，也被称之为非聚簇索引

Q：那么，聚簇索引和非聚簇索引，在查询数据的时候有区别吗？

A：聚簇索引查询会更快？

Q：为什么呢？ 

A：因为主键索引树的叶子节点直接就是我们要查询的整行数据了。而非主键索引的叶子节点是主键的值，查到主键的值以后，还需要再通过主键的值再进行一次查询

Q：刚刚你提到主键索引查询只会查一次，而非主键索引需要回表查询多次。是所有情况都是这样的吗？非主键索引一定会查询多次吗？

A：通过覆盖索引也可以只查询一次。覆盖索引（covering index）指一个查询语句的执行只用从索引中就能够取得，不必从数据表中读取。也可以称之为实现了索引覆盖。

当一条查询语句符合覆盖索引条件时，MySQL只需要通过索引就可以返回查询所需要的数据，这样避免了查到索引后再返回表操作，减少I/O提高效率。如，表covering_index_sample中有一个普通索引 idx_key1_key2(key1,key2)。当我们通过SQL语句：select key2 from covering_index_sample where key1 = ‘keytest‘;的时候，就可以通过覆盖索引查询，无需回表。

3

联合索引、最左前缀匹配

Q：不知道的话没关系，想问一下，你们在创建索引的时候都会考虑哪些因素呢？

A：我们一般对于查询概率比较高，经常作为where条件的字段设置索引

Q： 那你们有用过联合索引吗？ 

A：用过呀，我们有对一些表中创建过联合索引

Q：那你们在创建联合索引的时候，需要做联合索引多个字段之间顺序你们是如何选择的呢？ 

A：我们把识别度最高的字段放到最前面

Q：为什么这么做呢？

A：这样的话可能命中率会高一点吧。。。

Q： 那你知道最左前缀匹配吗？

A：在创建多列索引时，我们根据业务需求，where子句中使用最频繁的一列放在最左边，因为MySQL索引查询会遵循最左前缀匹配的原则，即最左优先，在检索数据时从联合索引的最左边开始匹配。所以当我们创建一个联合索引的时候，如(key1,key2,key3)，相当于创建了（key1）、(key1,key2)和(key1,key2,key3)三个索引，这就是最左匹配原则

4

索引下推、查询优化

Q：你们线上用的MySQL是哪个版本啊呢？ 

A：我们MySQL是5.7 

Q：那你知道在MySQL 5.6中，对索引做了哪些优化吗？ 

A：Index Condition Pushdown（索引下推）

MySQL 5.6引入了索引下推优化，默认开启，使用SET optimizer_switch = ‘index_condition_pushdown=off‘;可以将其关闭。官方文档中给的例子和解释如下：

people表中（zipcode，lastname，firstname）构成一个索引

SELECT * FROM people WHERE zipcode=‘95054‘ AND lastname LIKE ‘%etrunia%‘ AND address LIKE ‘%Main Street%‘;

如果没有使用索引下推技术，则MySQL会通过zipcode=‘95054‘从存储引擎中查询对应的数据，返回到MySQL服务端，然后MySQL服务端基于lastname LIKE ‘%etrunia%‘和address LIKE ‘%Main Street%‘来判断数据是否符合条件。

如果使用了索引下推技术，则MYSQL首先会返回符合zipcode=‘95054‘的索引，然后根据lastname LIKE ‘%etrunia%‘和address LIKE ‘%Main Street%‘来判断索引是否符合条件。如果符合条件，则根据该索引来定位对应的数据，如果不符合，则直接reject掉。有了索引下推优化，可以在有like条件查询的情况下，减少回表次数。

Q：你们创建的那么多索引，到底有没有生效，或者说你们的SQL语句有没有使用索引查询你们有统计过吗？

A：这个还没有统计过，除非遇到慢SQL的时候我们才会去排查 

Q：那排查的时候，有什么手段可以知道有没有走索引查询呢？

A：可以通过explain查看sql语句的执行计划，通过执行计划来分析索引使用情况

Q：那什么情况下会发生明明创建了索引，但是执行的时候并没有通过索引呢？ 

A：查询优化器？

一条SQL语句的查询，可以有不同的执行方案，至于最终选择哪种方案，需要通过优化器进行选择，选择执行成本最低的方案。

在一条单表查询语句真正执行之前，MySQL的查询优化器会找出执行该语句所有可能使用的方案，对比之后找出成本最低的方案。

这个成本最低的方案就是所谓的执行计划。优化过程大致如下：

1、根据搜索条件，找出所有可能使用的索引 

2、计算全表扫描的代价 

3、计算使用不同索引执行查询的代价 

4、对比各种执行方案的代价，找出成本最低的那一个

问题1:为什么一定要设一个主键？
回答:因为你不设主键的情况下，innodb也会帮你生成一个隐藏列，作为自增主键。所以啦，反正都要生成一个主键，那你还不如自己指定一个主键，在有些情况下，就能显式的用上主键索引，提高查询效率！

问题2:主键是用自增还是UUID?
回答:肯定答自增啊。innodb 中的主键是聚簇索引。如果主键是自增的，那么每次插入新的记录，记录就会顺序添加到当前索引节点的后续位置，当一页写满，就会自动开辟一个新的页。如果不是自增主键，那么可能会在中间插入，就会引发页的分裂，产生很多表碎片！。
上面那句话看不懂没事，大白话一句就是:用自增插入性能好！

另外，附一个测试表给你们，表名带uuid的就是用uuid作为主键。大家看一下就知道性能差距了:

如上图所示，当主键是UUID的时候，插入时间更长，而且占用空间更大！

额，大家千万不要忘了，当你回答自增主键后，想一下《自增主键用完该怎么办？》

ps：这个问题，你要是能把UUID讲出合理的理由也行。

问题3:主键为什么不推荐有业务含义?
回答:有如下两个原因

• (1)因为任何有业务含义的列都有改变的可能性,主键一旦带上了业务含义，那么主键就有可能发生变更。主键一旦发生变更，该数据在磁盘上的存储位置就会发生变更，有可能会引发页分裂，产生空间碎片。

• (2)带有业务含义的主键，不一定是顺序自增的。那么就会导致数据的插入顺序，并不能保证后面插入数据的主键一定比前面的数据大。如果出现了，后面插入数据的主键比前面的小，就有可能引发页分裂，产生空间碎片。

问题4:表示枚举的字段为什么不用enum类型？
回答:在工作中表示枚举的字段，一般用tinyint类型。
那为什么不用enum类型呢？下面两个原因
(1)ENUM类型的ORDER BY操作效率低，需要额外操作
(2)如果枚举值是数值，有陷阱
举个例子，表结构如下

CREATE TABLE test (foobar ENUM(‘0‘, ‘1‘, ‘2‘));

此时，你执行语句

mysql> INSERT INTO test VALUES (1);

查询出的结果为

就产生了一个坑爹的结果。
插入语句应该像下面这么写，插入的才是1

mysql> INSERT INTO test VALUES (`1`);

问题5:货币字段用什么类型?
回答:如果货币单位是分，可以用Int类型。如果坚持用元，用Decimal。
千万不要答float和double，因为float和double是以二进制存储的，所以有一定的误差。
打个比方，你建一个列如下

CREATE TABLE `t` (
  `price` float(10,2) DEFAULT NULL,
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

然后insert给price列一个数据为1234567.23，你会发现显示出来的数据变为1234567.25，精度失准！

问题6:时间字段用什么类型?
回答:此题无固定答案，应结合自己项目背景来答！把理由讲清楚就行！
(1)varchar，如果用varchar类型来存时间，优点在于显示直观。但是坑的地方也是挺多的。比如，插入的数据没有校验，你可能某天就发现一条数据为2013111的数据，请问这是代表2013年1月11日，还是2013年11月1日？
其次，做时间比较运算，你需要用STR_TO_DATE等函数将其转化为时间类型，你会发现这么写是无法命中索引的。数据量一大，是个坑！

(2)timestamp，该类型是四个字节的整数，它能表示的时间范围为1970-01-01 08:00:01到2038-01-19 11:14:07。2038年以后的时间，是无法用timestamp类型存储的。
但是它有一个优势，timestamp类型是带有时区信息的。一旦你系统中的时区发生改变，例如你修改了时区

SET TIME_ZONE = "america/new_york";

你会发现，项目中的该字段的值自己会发生变更。这个特性用来做一些国际化大项目，跨时区的应用时，特别注意！

(3)datetime，datetime储存占用8个字节，它存储的时间范围为1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59。显然，存储时间范围更大。但是它坑的地方在于，他存储的是时间绝对值，不带有时区信息。如果你改变数据库的时区，该项的值不会自己发生变更！

(4)bigint，也是8个字节，自己维护一个时间戳，表示范围比timestamp大多了，就是要自己维护，不大方便。

问题7:为什么不直接存储图片、音频、视频等大容量内容?
回答:我们在实际应用中，都是用HDFS来存储文件。然后mysql中，只存文件的存放路径。mysql中有两个字段类型被用来设计存放大容量文件，也就是text和blob类型。但是，我们在生产中，基本不用这两个类型！
主要原因有如下两点

• (1)Mysql内存临时表不支持TEXT、BLOB这样的大数据类型，如果查询中包含这样的数据，在排序等操作时，就不能使用内存临时表，必须使用磁盘临时表进行。导致查询效率缓慢

• (2)binlog内容太多。因为你数据内容比较大，就会造成binlog内容比较多。大家也知道，主从同步是靠binlog进行同步，binlog太大了，就会导致主从同步效率问题！

因此，不推荐使用text和blob类型！

问题8:字段为什么要定义为NOT NULL?
回答:OK，这问题从两个角度来答
(1)索引性能不好

Mysql难以优化引用可空列查询，它会使索引、索引统计和值更加复杂。可空列需要更多的存储空间，还需要mysql内部进行特殊处理。可空列被索引后，每条记录都需要一个额外的字节，还能导致MYisam 中固定大小的索引变成可变大小的索引。                                                                                 —— 出自《高性能mysql第二版》

(2)查询会出现一些不可预料的结果
这里举一个例子，大家就懂了。假设，表结构如下

create table table_2 (
     `id` INT (11) NOT NULL,
    name varchar(20) NOT NULL
)

表数据是这样的

你执行语句

select count(name) from table_2;

你会发现结果为2，但是实际上是有四条数据的！类似的查询问题，其实有很多，不一一列举。
记住，因为null列的存在，会出现很多出人意料的结果，从而浪费开发时间去排查Bug.

MySQL常见面试题索引与表设计

原文：https://www.cnblogs.com/open-yang/p/11417686.html