MySQL高频面试题

Posted 2022-12-26 知其黑、受其白

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了MySQL高频面试题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

阅读目录

1、B树和B+树之间的区别是什么？
2、MySQL索引的底层数据结构
3、为什么InnoDB表必须有主键，并且推荐使用整型的自增主键？

1、B树和B+树之间的区别是什么？
2、Innodb中的B+树有什么特点？
3、什么是Innodb中的page？
4、Innodb中的B+树是怎么产生的？
5、什么是聚簇索引？
6、Innodb是如何支持范围查找能走索引的？
7、什么联合索引？对应的B+树是如何生成的？
8、什么是最左前缀原则？
9、为什么要遵守最左前缀原则才能利用到索引？
10、什么是索引条件下推？
11、什么是覆盖索引？
12、有哪些情况会导致索引失败？

1、B树和B+树之间的区别是什么？

什么是B树

利用工具

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html

插入12345678.

根节点指向叶子节点。
忽略了叶子节点相互的指向。

什么是B+树

利用工具

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/BPlusTree.html

1、一个叶节点有多个元素
2、排了序
3、叶子节点有指针
4、非叶子节点都冗余了一份叶子节点，用指针联系起来的，而且是排序的。

2、mysql索引的底层数据结构

索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构。

索引数据结构

二叉树
红黑树
Hash表
B-Tree

1. 说明

我们平时所说的：

聚集索引(主键索引)，
次要索引，
覆盖索引，
复合索引，
前缀索引，
唯一索引

在MySQL5.7和 8.0版本默认都是使用B+Tree索引，除此之外还有 Hash索引。至于MySQL5.7之前版本，这里就不过多探究了。

2. 有索引和没索引的区别

下图，左边表格是没有索引，右边是二叉树索引，以col2为索引列。

PS: 在右边二叉树的结构中，每个节点都是 key-value 键值对的形式。key：col2所在行在磁盘文件中的地址指针（比如 34 所在行，通过key中存储 0x07 这个指针就能找到是第1行），value：就是col2的值。

分析下面SQL语句

select * from t where col2 = 89；

(1). 左边没有索引，搜索 col2=89 需要从上往下搜索， 6次才能找到，也就是 6次回表操作（6次IO）。

(2). 右边是二叉树索引，搜索 col2=89 搜索 2次就可以找到，也就是 2次回表操作（2次IO），性能提升明显。

二叉树、红黑树、Hash

1. 二叉树

(1). 二叉树的特点

左子节点值 < 节点值；右子节点值 > 节点值；当数据量非常大时，要查找的数据又非常靠后，和没有索引相比，那么二叉树结构的查询优势将非常明显。

(2). 存在的问题

如下图，可以看出，二叉树出现单边增长时，二叉树变成了“链”，这样查找一个数的时候，速度并没有得到很大的优化。

2. 红黑树

(1). 特点

A. 节点是红色或者黑色

B. 根节点是黑色

C. 每个叶子的节点都是黑色的空节点（NULL）

D. 每个红色节点的两个子节点都是黑色的。

E. 从任意节点到其每个叶子的所有路径都包含相同的黑色节点。

(2). 存在的问题

红黑树虽然和二叉树相比，一定程度上缓解了单边过长的问题，但是它依旧存储高度问题。

假设现在数据量有100万，那么红黑树的高度大概为 100,0000 = 2^n， n大概为 20。那么，至少要20次的磁盘IO，这样，性能将很受影响。如果数据量更大，IO次数更多，性能损耗更大。所以红黑树依旧不是最佳方案。

(3). 思考：针对上面的红黑树结构，我们能否优化一下呢？

上述红黑树默认一个节点就存了一个 (索引+磁盘地址)，我们设想一个节点存多个（索引+磁盘地址），这样就可以降低红黑树的高度了。实际上我们设想的这种结构就是 B-Tree。

3. Hash

(1). 原理

A. 事先将索引通过 hash算法后得到的hash值(即磁盘文件指针）存到hash表中。

B. 在进行查询时，将索引通过hash算法，得到hash值，与hash表中的hash值比对。通过磁盘文件指针，只要一次磁盘IO就能找到要的值。

例如：

在第一个表中，要查找 col=6 的值。hash(6) 得到值，比对hash表，就能得到89。性能非常高。

(2). 存在的问题

但是hash表索引存在问题，如果要查询带范围的条件时，hash索引就歇菜了。

select *from t where col1>=6;

3、为什么InnoDB表必须有主键，并且推荐使用整型的自增主键？

A. 为什么要有主键？

mysql底层就是用B+Tree维护的，而B+Tree的结构就决定了必须有主键才能构建B+Tree树这个结构。每个表在磁盘上，是单独的一个文件。索引和数据都在其中，文件是按照主键索引组织的一个B+TREE结构。假如没有定义主键，MySQL会在挑选能唯一标识的字段作为索引；假如找不到，会生成一个默认的隐藏列作为主键列。