面试数据库八股文十问十答第九期

作者：程序员小白条，个人博客

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1）MySQL 读写分离

MySQL 读写分离是指将读操作和写操作分别分配到不同的数据库实例上，以提高数据库的读取性能和可用性。一般的做法是：

• 配置主从复制：将主数据库（用于写操作）与多个从数据库（用于读操作）进行配置。
• 读写分离代理：在应用程序和数据库之间部署读写分离代理，如 MySQL Proxy、ProxySQL 等，用于拦截数据库请求并将读操作转发到从数据库，写操作转发到主数据库。
• 负载均衡：使用负载均衡器来分发读操作请求到不同的从数据库，以平衡数据库负载。
• 监控和管理：实时监控数据库实例的健康状态，确保主从同步正常，及时处理异常情况。

2）MySQL 主从同步机制

MySQL 主从同步是指将主数据库的数据变更同步到从数据库，以保持数据一致性。主从同步机制包括以下步骤：

• binlog 日志：主数据库记录所有的数据变更操作到二进制日志（binlog）中。
• relay log 日志：从数据库通过主数据库的 binlog 日志进行数据同步，将数据变更操作记录到自己的中继日志（relay log）中。
• IO 线程：从数据库的 IO 线程从主数据库读取 binlog 日志，并将数据写入自己的 relay log 日志中。
• SQL 线程：从数据库的 SQL 线程从 relay log 日志中读取数据变更操作，并在本地执行，保持数据的一致性。

3）主从同步延迟处理

主从同步可能会出现延迟，主要原因包括网络延迟、从数据库负载过高等。处理主从同步延迟可以采取以下方法：

• 监控延迟：实时监控主从同步延迟，及时发现延迟情况。
• 优化网络：优化网络连接，减少网络延迟，可以考虑使用专线或者增加带宽。
• 调整参数：调整 MySQL 参数，如增大 binlog 大小、调整复制线程参数等，以提高同步效率。
• 增加从库：增加从数据库实例，将读操作分散到多个从数据库上，减少单个从数据库的负载压力。
• 重放 binlog：如果从库同步延迟严重，可以考虑暂停从库的同步，重新生成主库上的 binlog，并在从库上重放 binlog，以快速恢复数据一致性。

这些方法可以帮助处理主从同步延迟问题，确保数据库的数据一致性和可用性。

4）分库分表的理解

• 分库：将一个数据库中的数据按照一定规则划分到多个数据库中，每个数据库负责存储一部分数据。
• 分表：将一个表中的数据按照一定规则划分到多个物理表中，每个物理表负责存储一部分数据。

分库分表的主要目的是提高数据库的性能和扩展性，通过水平拆分数据，减少单个数据库或表的负载，提高系统的并发处理能力和可用性。

5）分库分表的实施方式

分库分表的实施方式可以根据具体业务需求和数据特点来确定，一般包括以下几个步骤：

• 数据分片规则设计：根据业务需求设计合适的数据分片规则，如按照用户 ID、地理位置、时间等进行分片。
• 分库策略：根据分片规则将数据分散到多个数据库中，一般采用水平分库的方式。
• 分表策略：根据分片规则将数据分散到多个物理表中，一般采用水平分表或者垂直分表的方式。
• 数据迁移和同步：将现有数据按照分片规则进行迁移，确保数据分布到各个库表中，并设置数据同步机制，保持数据的一致性。

6）分表带来的问题

尽管分表可以提高数据库的性能和扩展性，但也会带来一些问题，包括但不限于：

• 查询复杂性增加：分表后，对跨表查询和聚合查询的支持会变得更加复杂，需要设计合适的查询方式来处理分布在不同表中的数据。
• 事务管理困难：跨表事务管理会变得更加复杂，需要设计合适的事务管理策略来保证事务的一致性。
• 数据迁移和维护成本增加：分表后，数据迁移和维护的成本会增加，需要设计合适的数据迁移和维护策略来保证系统的稳定性和可用性。
• 分片平衡：分表后，可能会出现分片不均衡的情况，需要设计合适的分片策略来保证各个分片的负载均衡。

解决这些问题需要综合考虑业务需求和数据库特点，设计合适的分库分表方案，并配合合适的技术方案来实施和管理。

7）从 MySQL 获取数据，是从硬盘读取的吗？

MySQL 在获取数据时，其读取数据的来源取决于数据是否在内存中的缓存（例如缓存池）。一般情况下，数据首次读取会来自硬盘。一旦被访问，数据将被加载到内存中的缓存区，如 InnoDB 的缓冲池。之后的访问可能直接从内存中读取，大大加快了数据访问速度。但如果内存中没有找到所需数据，MySQL 将从硬盘中读取。

8）MySQL change buffer

MySQL 的 change buffer 是 InnoDB 存储引擎的一个特性，用于优化非唯一索引下的数据插入、删除和修改操作。当对一个非唯一索引的表执行写操作时，如果相关的数据页不在缓冲池中，InnoDB 会使用 change buffer 来记录这些更改，而不是立即从硬盘读取数据页进行更新。这减少了磁盘 I/O 的需求，并提高了性能。在后续的数据页被加载到缓冲池时，这些更改会被合并（merge）到数据页中。

9）MySQL Doublewrite Buffer

MySQL 的 Doublewrite Buffer 是 InnoDB 存储引擎用来防止部分写损坏（partial page writes）的一种机制。在将数据页写入磁盘之前，InnoDB 首先将它们写入到一个称为 doublewrite buffer 的特殊区域。这个缓冲区位于共享表空间内，InnoDB 会将每个数据页写两次（一次到 doublewrite buffer，一次到最终位置）。如果在写入过程中发生崩溃，InnoDB 可以从 doublewrite buffer 恢复完整的数据页，确保数据的一致性和完整性。

10）MySQL Log Buffer

MySQL 的 Log Buffer 是 InnoDB 存储引擎用于缓存即将写入 redo log 的数据修改信息的内存区域。当事务提交时，事务中的修改首先记录在 Log Buffer 中。这些日志信息随后异步写入到磁盘上的 redo log 文件中。Log Buffer 的使用减少了磁盘 I/O，因为它允许系统合并多个事务日志的写入操作。如果数据库突然崩溃，redo log 保证了事务的持久性，可以在重启后使用 redo log 来重放这些修改，恢复到崩溃前的状态。

这些内部机制共同提高了 MySQL 的性能，同时确保了数据的完整性和持久性。

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