基础知识点七

十7、MySql

164.数据库的三范式是什么？

第一范式要求确保表中每列的原子性，也就是不可拆分；第二范式要求确保表中每列与主键相关，而不能只与主键的某部分相关（主要针对联合主键），主键列与非主键列遵循彻底函数依赖关系，也就是彻底依赖；第三范式确保主键列之间没有传递函数依赖关系，也就是消除传递依赖。

165.一张自增表里面总共有 7 条数据，删除了最后 2 条数据，重启 mysql 数据库，又插入了一条数据，此时 id 是几？

默认表类型InnoDB，新增一条记录（不重启），记录id是8；重启的话，id为6；若是表类型是MyISAM，无论是否重启，记录ID都为8

166.如何获取当前数据库版本？

SELECT VERSION()

167.说一下 ACID 是什么？

一、Atomicity原子性，指整个事务是一个独立的单元，是不可分割的工做单元；二、Consistency一致性，指数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。三、Isolation隔离性，指在并发环境中，当不一样事务同时操做相同数据时，每一个事务都有各自的完整数据空间；四、Durability持久性，指事务成功结束，数据库所作的更新就必须是永久保存下来。即便发生系统崩溃，重启数据库系统，还能恢复到事务成功结束的状态。

168.char 和 varchar 的区别是什么？

char：定长，效率高，通常用于固定长度的表单提交数据存储（没达到定义的位数，空格补全，取数据时，后面的空格丢弃掉）；varchar：不定长，效率偏低；

169.float 和 double 的区别是什么？

double精度高，有效数字16位，float精度7位，double消耗内存是float两倍，运算速度比float慢得多

170.mysql 的内链接、左链接、右链接有什么区别？

内链接：显示两个表中有联系的全部数据；左链接：以左表为参照，显示全部数据；右链接：以右表为参照显示全部数据

171.mysql 索引是怎么实现的？

索引是知足某种特定查找算法的数据结构，而这些数据结构会以某种方式指向数据，从而实现高效查找数据。

具体来讲 MySQL 中的索引，不一样的数据引擎实现有所不一样，但目前主流的数据库引擎的索引都是 B+ 树实现的，B+ 树的搜索效率，能够到达二分法的性能，找到数据区域以后就找到了完整的数据结构了，全部索引的性能也是更好的。

172.怎么验证 mysql 的索引是否知足需求？

使用 explain 查看 SQL 是如何执行查询语句的，从而分析你的索引是否知足需求。

explain 语法：explain select * from table where type=1。

173.说一下数据库的事务隔离？

MySQL 的事务隔离是在 MySQL. ini 配置文件里添加的，在文件的最后添加：transaction-isolation = REPEATABLE-READ

可用的配置值：READ-UNCOMMITTED、READ-COMMITTED、REPEATABLE-READ、SERIALIZABLE。

    READ-UNCOMMITTED：未提交读，最低隔离级别、事务未提交前，就可被其余事务读取（会出现幻读、脏读、不可重复读）。

    READ-COMMITTED：提交读，一个事务提交后才能被其余事务读取到（会形成幻读、不可重复读）。

    REPEATABLE-READ：可重复读，默认级别，保证屡次读取同一个数据时，其值都和事务开始时候的内容是一致，禁止读取到别的事务未提交的数据（会形成幻读）。

    SERIALIZABLE：序列化，代价最高最可靠的隔离级别，该隔离级别能防止脏读、不可重复读、幻读。

脏读 ：表示一个事务可以读取另外一个事务中还未提交的数据。好比，某个事务尝试插入记录 A，此时该事务还未提交，而后另外一个事务尝试读取到了记录 A。

不可重复读 ：是指在一个事务内，屡次读同一数据。

幻读 ：指同一个事务内屡次查询返回的结果集不同。好比同一个事务 A 第一次查询时候有 n 条记录，可是第二次同等条件下查询却有 n+1 条记录，这就好像产生了幻觉。发生幻读的缘由也是另一个事务新增或者删除或者修改了第一个事务结果集里面的数据，同一个记录的数据内容被修改了，全部数据行的记录就变多或者变少了。

174.说一下 mysql 经常使用的引擎？

InnoDB 引擎：InnoDB 引擎提供了对数据库 acid 事务的支持，而且还提供了行级锁和外键的约束，它的设计的目标就是处理大数据容量的数据库系统。MySQL 运行的时候，InnoDB 会在内存中创建缓冲池，用于缓冲数据和索引。可是该引擎是不支持全文搜索，同时启动也比较的慢，它是不会保存表的行数的，因此当进行 select count(*) from table 指令的时候，须要进行扫描全表。因为锁的粒度小，写操做是不会锁定全表的,因此在并发度较高的场景下使用会提高效率的。

MyIASM 引擎：MySQL 的默认引擎，但不提供事务的支持，也不支持行级锁和外键。所以当执行插入和更新语句时，即执行写操做的时候须要锁定这个表，因此会致使效率会下降。不过和 InnoDB 不一样的是，MyIASM 引擎是保存了表的行数，因而当进行 select count(*) from table 语句时，能够直接的读取已经保存的值而不须要进行扫描全表。因此，若是表的读操做远远多于写操做时，而且不须要事务的支持的，能够将 MyIASM 做为数据库引擎的首选。

175.说一下 mysql 的行锁和表锁？

MyISAM 只支持表锁，InnoDB 支持表锁和行锁，默认为行锁。

    表级锁：开销小，加锁快，不会出现死锁。锁定粒度大，发生锁冲突的几率最高，并发量最低。

    行级锁：开销大，加锁慢，会出现死锁。锁力度小，发生锁冲突的几率小，并发度最高。

176.说一下乐观锁和悲观锁？

    乐观锁：每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，因此不会上锁，可是在提交更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据。

    悲观锁：每次去拿数据的时候都认为别人会修改，因此每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻止，直到这个锁被释放。

数据库的乐观锁须要本身实现，在表里面添加一个 version 字段，每次修改为功值加 1，这样每次修改的时候先对比一下，本身拥有的 version 和数据库如今的 version 是否一致，若是不一致就不修改，这样就实现了乐观锁。

177.mysql 问题排查都有哪些手段？

    使用 show processlist 命令查看当前全部链接信息。

    使用 explain 命令查询 SQL 语句执行计划。

    开启慢查询日志，查看慢查询的 SQL。

178.如何作 mysql 的性能优化？

    为搜索字段建立索引。

    避免使用 select *，列出须要查询的字段。

    垂直分割分表。

    选择正确的存储引擎。

 

十8、Redis

179.redis 是什么？都有哪些使用场景？

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

Redis 使用场景：

• 数据高并发的读写

• 海量数据的读写

• 对扩展性要求高的数据

180.redis 有哪些功能？

• 数据缓存功能

• 分布式锁的功能

• 支持数据持久化

• 支持事务

• 支持消息队列

181.redis 和 memecache 有什么区别？

• memcached全部的值均是简单的字符串，redis做为其替代者，支持更为丰富的数据类型

• redis的速度比memcached快不少

• redis能够持久化其数据

182.redis 为何是单线程的？

由于 cpu 不是 Redis 的瓶颈，Redis 的瓶颈最有多是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，并且 cpu 又不会成为瓶颈，那就瓜熟蒂落地采用单线程的方案了。

关于 Redis 的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。

并且单线程并不表明就慢 nginx 和 nodejs 也都是高性能单线程的表明。

183.什么是缓存穿透？怎么解决？

缓存穿透：指查询一个必定不存在的数据，因为缓存是不命中时须要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将致使这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，形成缓存穿透。

解决方案：最简单粗暴的方法若是一个查询返回的数据为空（无论是数据不存在，仍是系统故障），咱们就把这个空结果进行缓存，但它的过时时间会很短，最长不超过五分钟。

184.redis 支持的数据类型有哪些？

string、list、hash、set、zset。

185.redis 支持的 java 客户端都有哪些？

Redisson、Jedis、lettuce等等，官方推荐使用Redisson。

186.jedis 和 redisson 有哪些区别？

Jedis是Redis的Java实现的客户端，其API提供了比较全面的Redis命令的支持。

Redisson实现了分布式和可扩展的Java数据结构，和Jedis相比，功能较为简单，不支持字符串操做，不支持排序、事务、管道、分区等Redis特性。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离，从而让使用者可以将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

187.怎么保证缓存和数据库数据的一致性？

• 合理设置缓存的过时时间。

• 新增、更改、删除数据库操做时同步更新 Redis，可使用事务机制来保证数据的一致性。

188.redis 持久化有几种方式？

Redis 的持久化有两种方式，或者说有两种策略：

• RDB（Redis Database）：指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。

• AOF（Append Only File）：每个收到的写命令都经过write函数追加到文件中。

189.redis 怎么实现分布式锁？

Redis 分布式锁其实就是在系统里面占一个“坑”，其余程序也要占“坑”的时候，占用成功了就能够继续执行，失败了就只能放弃或稍后重试。

占坑通常使用 setnx(set if not exists)指令，只容许被一个程序占有，使用完调用 del 释放锁。

190.redis 分布式锁有什么缺陷？

Redis 分布式锁不能解决超时的问题，分布式锁有一个超时时间，程序的执行若是超出了锁的超时时间就会出现问题。

191.redis 如何作内存优化？

尽量使用散列表（hashes），散列表（是说散列表里面存储的数少）使用的内存很是小，因此你应该尽量的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。

好比你的web系统中有一个用户对象，不要为这个用户的名称，姓氏，邮箱，密码设置单独的key,而是应该把这个用户的全部信息存储到一张散列表里面。

192.redis 淘汰策略有哪些？

• volatile-lru：从已设置过时时间的数据集（server. db[i]. expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰。

• volatile-ttl：从已设置过时时间的数据集（server. db[i]. expires）中挑选将要过时的数据淘汰。

• volatile-random：从已设置过时时间的数据集（server. db[i]. expires）中任意选择数据淘汰。

• allkeys-lru：从数据集（server. db[i]. dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰。

• allkeys-random：从数据集（server. db[i]. dict）中任意选择数据淘汰。

• no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据。

193.redis 常见的性能问题有哪些？该如何解决？

• 主服务器写内存快照，会阻塞主线程的工做，当快照比较大时对性能影响是很是大的，会间断性暂停服务，因此主服务器最好不要写内存快照。

• Redis 主从复制的性能问题，为了主从复制的速度和链接的稳定性，主从库最好在同一个局域网内。

十9、JVM

194.说一下 jvm 的主要组成部分？及其做用？

类加载器（ClassLoader）

运行时数据区（Runtime Data Area）

执行引擎（Execution Engine）

本地库接口（Native Interface）

组件的做用： 首先经过类加载器（ClassLoader）会把 Java 代码转换成字节码，运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操做系统去执行，所以须要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程当中须要调用其余语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。

195.说一下 jvm 运行时数据区？

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区

196.说一下堆栈的区别？

1. 栈内存存储的是局部变量，而堆内存存储的是实体；

2. 栈内存的更新速度要快于堆内存，由于局部变量的生命周期很短；

3. 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

197.队列和栈是什么？有什么区别？

队列和栈都是被用来预存储数据的。

队列容许先进先出检索元素，但也有例外的状况，Deque 接口容许从两端检索元素。

栈和队列很类似，但它运行对元素进行后进先出进行检索。

198.什么是双亲委派模型？

在介绍双亲委派模型以前先说下类加载器。对于任意一个类，都须要由加载它的类加载器和这个类自己一同确立在 JVM 中的惟一性，每个类加载器，都有一个独立的类名称空间。类加载器就是根据指定全限定名称将 class 文件加载到 JVM 内存，而后再转化为 class 对象。

类加载器分类：

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），是虚拟机自身的一部分，用来加载Java_HOME/lib/目录中的，或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中而且被虚拟机识别的类库；

其余类加载器：

扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载<java_home >\lib\ext目录或Java. ext. dirs系统变量指定的路径中的全部类库；</java_home>

应用程序类加载器（Application ClassLoader）。负责加载用户类路径（classpath）上的指定类库，咱们能够直接使用这个类加载器。通常状况，若是咱们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

双亲委派模型：若是一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会本身去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样全部的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载没法完成加载请求（它的搜索范围中没找到所需的类）时，子加载器才会尝试去加载类。

199.说一下类加载的执行过程？

类加载分为如下 5 个步骤：

加载：根据查找路径找到相应的 class 文件而后导入；

检查：检查加载的 class 文件的正确性；

准备：给类中的静态变量分配内存空间；

解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程。符号引用就理解为一个标示，而在直接引用直接指向内存中的地址；

初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工做。

200.怎么判断对象是否能够被回收？

通常有两种方法来判断：

引用计数器：为每一个对象建立一个引用计数，有对象引用时计数器 +1，引用被释放时计数 -1，当计数器为 0 时就能够被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；

可达性分析：从 GC Roots 开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时，则证实此对象是能够被回收的。

201.java 中都有哪些引用类型？

强引用、软引用、弱引用、虚引用（幽灵引用/幻影引用）

202.说一下 jvm 有哪些垃圾回收算法？

标记-清除算法、标记-整理算法、复制算法、分代算法

203.说一下 jvm 有哪些垃圾回收器？

Serial：最先的单线程串行垃圾回收器。

Serial Old：Serial 垃圾回收器的老年版本，一样也是单线程的，能够做为 CMS 垃圾回收器的备选预案。

ParNew：是 Serial 的多线程版本。

Parallel 和 ParNew 收集器相似是多线程的，但 Parallel 是吞吐量优先的收集器，能够牺牲等待时间换取系统的吞吐量。

Parallel Old 是 Parallel 老生代版本，Parallel 使用的是复制的内存回收算法，Parallel Old 使用的是标记-整理的内存回收算法。

CMS：一种以得到最短停顿时间为目标的收集器，很是适用 B/S 系统。

G1：一种兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现，是 JDK 9 之后的默认 GC 选项。

204.详细介绍一下 CMS 垃圾回收器？

CMS 是英文 Concurrent Mark-Sweep(同步标记扫描) 的简称，是以牺牲吞吐量为代价来得到最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器很是适合。在启动 JVM 的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用 CMS 垃圾回收器。

CMS 使用的是标记-清除的算法实现的，因此在 gc 的时候回产生大量的内存碎片，当剩余内存不能知足程序运行要求时，系统将会出现 Concurrent Mode Failure，临时 CMS 会采用 Serial Old 回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被下降。

205.新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？

新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge

老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS

整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器通常采用的是复制算法，复制算法的优势是效率高，缺点是内存利用率低；老年代回收器通常采用的是标记-整理的算法进行垃圾回收。

206.简述分代垃圾回收器是怎么工做的？

分代回收器有两个分区：老生代和新生代，新生代默认的空间占比总空间的 1/3，老生代的默认占比是 2/3。

新生代使用的是复制算法，新生代里有 3 个分区：Eden、To Survivor、From Survivor，它们的默认占比是 8:1:1，它的执行流程以下：

把 Eden + From Survivor 存活的对象放入 To Survivor 区；

清空 Eden 和 From Survivor 分区；

From Survivor 和 To Survivor 分区交换，From Survivor 变 To Survivor，To Survivor 变 From Survivor。

每次在 From Survivor 到 To Survivor 移动时都存活的对象，年龄就 +1，当年龄到达 15（默认配置是 15）时，升级为老生代。大对象也会直接进入老生代。

老生代当空间占用到达某个值以后就会触发全局垃圾收回，通常使用标记整理的执行算法。以上这些循环往复就构成了整个分代垃圾回收的总体执行流程。

207.说一下 jvm 调优的工具？

JDK 自带了不少监控工具，都位于 JDK 的 bin 目录下，其中最经常使用的是 jconsole 和 jvisualvm 这两款视图监控工具。

jconsole：用于对 JVM 中的内存、线程和类等进行监控；

jvisualvm：JDK 自带的全能分析工具，能够分析：内存快照、线程快照、程序死锁、监控内存的变化、gc 变化等。

208.经常使用的 jvm 调优的参数都有哪些？

-Xms2g：初始化推大小为 2g；

-Xmx2g：堆最大内存为 2g；

-XX:NewRatio=4：设置年轻的和老年代的内存比例为 1:4；

-XX:SurvivorRatio=8：设置新生代 Eden 和 Survivor 比例为 8:2；

–XX:+UseParNewGC：指定使用 ParNew + Serial Old 垃圾回收器组合；

-XX:+UseParallelOldGC：指定使用 ParNew + ParNew Old 垃圾回收器组合；

-XX:+UseConcMarkSweepGC：指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器组合；

-XX:+PrintGC：开启打印 gc 信息；

-XX:+PrintGCDetails：打印 gc 详细信息。