数据库常见理论常见面试题（总结）

一、前言

这里呢，博主会介绍一些平时关于数据库的理论的问题，比如数据库的三级模式两级映射、触发器、范式、存储过程、视图等等概念知识，但是像索引、事务、锁等内容，之前的文章就讲解过了，这里就不作过多的介绍了，有需要的小伙伴去我的主页找哦。

二、三级模式两级映像

先看一张图

如图所示我们可以看到从最终用户到物理数据库分为三级模式：所谓的三级模式分别指的是：外模式、概念模式以及内模式。

而两级映像指的是：外模式-概念模式映像、概念模式-内模式映像。

1、三级模式：

①外模式：面向应用程序，描述用户的数据视图（View）。用户不同的需求得到不同的视图。

比如：有一张user表字段如图所示（一张基础表）

假设我现在只想得到username、password、nickname、sex这些字段，那我就可以通过在基础表上执行一些SQL语句，得到一个只包含这些字段的一个视图（View）。这样一来，这是面向用户的，不同需求的用户，得到的视图也是不一样的。

外模式的主要特点用来描述组成用户视图各个记录的组成、相互联系、数据的完整性和安全性、数据项的特征等。

②：概念模式（模式、逻辑模式）：面向数据库设计人员，描述数据的整体逻辑结构。

比如，在如上图中，关于user表的设计，如表的一些性质，字段（id、username）等信息的设置(设计表的过程)，其实就是在设置逻辑结构。

概念模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描叙是所有用户数据的公共数据视图

③：内模式（物理模式、储存模式）：面向物理上的数据库（数据在磁盘中如何存储），描述数据库采用什么样的数据结构和怎样获得数据的。

2、两级映像：

定义了模式之间如何去转换。

①：外模式-概念模式映像：就是外模式向概念模式的转化，体现了逻辑独立性。所谓逻辑独立性是指我们修改了概念模式的基础表，但外模式却不受影响。

如图所示，我们修改基本表1和基本表2中的内容，当不会影响到视图（外模式）的查询，‘编号’、‘商品分类’、‘销量’，.....这些字段依然是使用于我们数据的查询到的。

②：概念模式-内模式映像：就是概念模式向内模式的转化过程，体现了物理的独立性。所谓物理的独立性指修改了内模式，不影响外层的概念模式和外模式。

例如：在Excel文件中将xls文件另存为xlsx文件，虽然更换了文件格式，但是打开文件后显示的表格的内容是不会改变的。

三、三大范式

为什么需要数据规范化？

如果没有数据规范化，我们的数据库表在设计时，可能会出现信息重复、更新异常、删除异常（删除了一个表，另一个表有的信息没有删除）、插入异常（无法正常显示信息）等问题，如果要避免这些问题就需要提到我们的三大范式。

1、范式概念

为了建立冗余较小、结构合理的数据库，设计数据库时必须遵循一定的规则。在关系型数据库中这种规则就称为范式。范式是符合某一种设计要求的总结。要想设计一个结构合理的关系型数据库，必须满足一定的范式。

2、第一范式（1NF）

数据库表中的所有字段都是不可分割的原子。

如何理解呢？

其实，很简单，比如我们的user表中有个address字段，那我们可以试想一下，我们在填写地址的时候，就直接在address下写“四川省成都市武侯区新华路121号”吗？其实我们是将address分为province（省份）、city(城市)、detail_address(详细地址)这三个部分，因为有时候系统会经常访问province、city这些字段，而且这样的才分，更加满足字段的原子性。

3、第二范式（2NF）

第二范式的实现是基于第一范式的，指的是数据库表中的每一列都与主键完全相关，而不能只与主键的部分相关。

如何理解呢？

如图所示，假设我们的主键是（货物类型、货物ID），此时“货物名称”是是与主键的名称完全相关的，但“注意事项”只是与主键中的“货物类型”部分相关。所以这个表对的设计是不合我们的第二范式的。要想修改的符合第二范式，就只需要将“注意事项”这列去除，剩余的数据列形成的表就是符合我们第二范式的了。如下图所示：

4、第三范式（3NF)

第三范式的成立是需要满足第一、第二范式的，是指第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。

如何理解呢？

如上图所示，我们的student表中，学号是主键，姓名、性别、家庭人口是指的是学生的个人信息是直接依赖于主键的，而班主任性别、班主任年龄是直接依赖的是班主任姓名，所以是不符合第三范式的。做成如下的表，就可满足第三范式：

5、数据库表设计必须遵循三范式吗

其实，我们说了三大范式的一些基本内容，也知道使用三大范式的好处，但是实际的项目开发中并不是必须严格遵守三大范式，因为范式虽然规范，但是性能就不会那么高。

比如：阿里规范开发手册里面就强调关联的表不能超过三张表，而我们遵循三大范式，必然会把一张表拆成很多张。

在真实项目开发中需要常用做法：

①所以考虑到商业化的需求和目标时，对成本以及用户体验来说，数据库的性能就更加重要；

②在规范性能问题的时候，需要适当考虑一下规范性；

③有时需要给某些表增加一些冗余的字段，为了将多表查询改为单表查询。

四、存储过程

1、概念

存储过程（PROCEDURE）指的是事先编译好，存储在数据库中的一段SQL语句集合。我们自需要创建一次，但在以后的该程序中可以调用多次。

2、优点：

①：存储过程可以重复使用，调用这些存储过程，可以减少开发人员的工作量；

②：减少网络流量，存储过程是位于数据库上，我们调用的时候只需要传递存储过程的名称和参数即可，降低了网络传输的流量。

③：安全性提高，参数化的过程，可以防止SQL注入问题。

3、缺点：

①：移植性差：存储过程写在数据库中，维护起来比较困难。

②：开发和维护要求高：存储过程的编写直接依赖于开发人员，如果业务逻辑改动较多，需要频繁直接操作数据库，大量业务降维到数据库，很多异常不能在代码中捕获，出现问题较难排查，需要数据库管理人员的帮助。

五、触发器

1、概念

触发器（TRIGGER）是由事件来触发某个操作。这些事件包括insert语句、update语句、delete语句（DML操作）。当数据库执行这些事件时，就会激活触发器执行相应的操作。当然也可以把触发器可以看作是一种特殊类型的存储过程，它与存储过程的区别在于存储过程中使用时需要调用，而触发器是在预先定义好的事件（DML操作）发生时，才会被MySQL自动调用。