java基础面试题总结——数据库

1. 数据库事务4大特性（ACID），

数据库事务4大特性（ACID）：

1.原子性（Atomicity）：

事务中一系列对数据库的操作要么全部成功，要么全部失败，如果成功就要全部应用到数据库，如果失败则不能对数据库造成任何影响

2.一致性（Consistency）

事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态（转账举例，两个账号转账前和转账后总金额数目不变）

3.隔离性（Isolation）

多个并发事务相互隔离，数据库为一个用户开启的事务不能被其他事务的操作干扰，数据库引擎提供了多种隔离级别来保证事务隔离性

4.持久性（Durability）

一个事务一旦被提交了，那么对数据库中的数据的改变就是永久性的，即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作

2. 数据库事务隔离级别

事务隔离级别由数据库引擎实现，由低到高依次为Read uncommitted（读未提交）、Read committed（读提交）、Repeatable read（可重复读）、Serializable（序列化），这四个级别可以逐个解决脏读、不可重复读、幻读这几类问题

1.脏读

一个事务处理过程中读取了另一个事务中还未提交的数据：

事务A：

update account set money=money + 100 where name=’B’;  (此时A通知B查看账户)

update account set money=money - 100 where name=’A’;

事务B：

select money from account where name=’B’; （B被通知查看账户）

如果事务A最终操作不成功回滚，但B读取了修改后的账户金额（此为脏数据），即为脏读

2.不可重复读

事务A多次修改并最终提交了数据，事务B在事务A提交前读取了一个数据，在事务A提交后又读取了一个数据，两次数据不一致，即为不可重复读的问题。和脏读的区别是，不可重复读问题是读取的另一事务已提交的数据

3.幻读（虚读）

事务A对数据库中所有记录都进行了修改，但这个过程中事务B向表中插入了一条数据，事务A执行完成后发现数据库中有一条数据未被修改，就好像发生了幻觉一样，即为幻读

MySQL数据库为我们提供的四种隔离级别：

① Serializable (串行化)：可避免脏读、不可重复读、幻读的发生。

② Repeatable read (可重复读)：可避免脏读、不可重复读的发生。

③ Read committed (读已提交)：可避免脏读的发生。

④ Read uncommitted (读未提交)：最低级别，任何情况都无法保证。

隔离级别越高，执行效率越低，例如Serializable使用锁表的方式达到了最高的隔离级别；记得设置数据库的隔离级别一定要是在开启事务之前

3. 设置数据库隔离级别

• 在MySQL数据库中设置事务的隔离 级别：

set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔离级别名称;

set tx_isolation=’隔离级别名称;’

• 通过JDBC设置数据库隔离级别
  调用Connection对象的setTransactionIsolation(level)可设置当前链接的隔离级别，具体level设置如下：

TRANSACTION_NONE: 指定该链接不支持事务
TRANSACTION_READ_COMMITTED: 指定该链接的操作为读可提交，可解决脏读
TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED: 指定该链接的操作为读未提交，隔离等级最低
TRANSACTION_REPEATABLE_READ: 指定该链接操作为可重复读，可解决脏读和不可重复读
TRANSACTION_SERIALIZABLE: 指定链接为序列化，最高隔离等级

对于JDBC操作数据库来说，一个Connection对象相当于一个链接，而对于Connection对象设置的隔离级别只对该Connection对象有效，与其他链接Connection对象无关。

4. sql依赖关系

• 函数依赖：关系型数据库中有属性集合X，属性集合Y，若X中的元素能够唯一决定一个Y，则Y依赖于X，记为X -> Y
• 完全函数依赖：X -> Y且对于任意X的真子集Z都存在Z !-> Y（即X所有元素才能唯一决定一个Y，X中的部分元素无法唯一决定一个Y），则称为Y对X的完全函数依赖
• 部分函数依赖：Y完全函数依赖于X的真子集Z，则Y部分函数依赖于X
• 传递函数依赖：X -> Y， Y -> Z， 且Y不是X真子集，Z不是Y真子集，Z不是X真子集，X不依赖于Y，则Z传递函数依赖于X
• 平凡函数依赖：X -> Y且Y是X的真子集，则Y平凡函数依赖于X
• 非平凡函数依赖：X -> Y且Y不是X的真子集，则Y非平凡函数依赖于X

5. sql范式

关系型数据库的范式是制定二维表的标准和依据

• 1NF：表中的每一个属性都是原子属性（不可分割的数据项），非主属性对主属性存在部分或者完全函数依赖
• 2NF：在1NF的前提下，每一个非主属性对于主键都是完全函数依赖的，但属性之间存在传递函数依赖
• 3NF：在2NF的前提下，每个属性之间不存在传递函数依赖，即属性与属性之间基本独立
• BCNF：在3NF前提下，表中只有一个候选键，没有多余候选键

6. mysql事务的redo和undo机制

事务常说一系列操作作为一个整体要么都成功要么都失败，主要特性acid，事务的的实现主要依赖两个log redo-log,undo-log,每次事务都会记录数据修改前的数据undo-log，修改后的数据放入redo-log,提出成功则使用redo-log 更新到磁盘，失败则使用undo-log将数据恢复到事务之前的数据

7. Mysql锁机制

mysql的锁机制是两段锁：将事务分为加锁阶段和解锁阶段两个阶段，加锁阶段对事务进行"读"的操作之前，需要申请S锁（共享锁），对事务进行"写"的操作之前，需要申请X锁（排它锁），当事务提交之后，就会释放锁，此时事务进入解锁阶断，在这个阶段只能进行解锁操作，不能再进行加锁操作

1） 共享锁：

共享锁的代号是S，S锁的锁粒度是行或者元组（多个行）。一个事务进行读操作时可以对数据加S锁，获取了S锁之后，可以对锁定范围内的数据执行读操作，其余事务也可以获取这部分数据的S锁，但无法获取X锁（写锁）

2） 互斥锁：

互斥锁代号是X，X锁的粒度与S锁相同，也是行或者元组。一个事务获取了X锁之后，可以对锁定范围内的数据执行写操作，其余事务无法获取这部分数据的S锁和X锁

3） 乐观锁：

mysql提供了种mvcc的机制，支持乐观锁，通过版本号的方式，避免同一数据不同事务间的竞争，所说的乐观锁只在事务级别为读未提交（Read committed）和 读已提交（Read committed）才会生效，也就是说对于这两个隔离级别，mysql就是使用乐观锁的方式保证并发

4） 锁和事务隔离级别的关系：mysql就是通过锁机制来保证事务的隔离性：

• 读未提交：无论是读的操作还是写的操作，都不会进行加锁操作
• 读已提交：数据的读取操作不会进行加锁，但是数据的写入、修改和删除操作是需要加锁的，保证不会读到脏数据
• 可重复读：数据的读取操作进行加锁，保证读取数据的一致性
• 序列化：每次读取的时候事务都要获取表级别的S锁，每次写入的时候都会加写锁（X锁），读写操作会相互阻塞

5） 数据库锁和索引的关系

当加锁的语句没有涉及到该行数据的索引、指定索引不明确或者指定索引不为唯一索引，mysql会给整张表加锁，而不是给某个数据行加锁