python 闖關之路四（上）（併發編程與數據庫理論）

併發編程重點：

併發編程：線程、進程、隊列、IO多路模型

操做系統工做原理介紹、線程、進程演化史、特色、區別、互斥鎖、信號、
事件、join、GIL、進程間通訊、管道、隊列。

生產者消息者模型、異步模型、IO多路複用模型、select\poll\epoll 高性
能IO模型源碼實例解析、高併發FTP server開發

1，簡述計算機操做系統的中斷的做用

     中斷裝置由一些特定的寄存器和控制線路組成，中央處理器和外圍設備等識別到的
事件保存在特定的寄存器中。
    中央處理器每執行完一條指令，均由中斷裝置判別是否有事件發生。
    若無事件發生，CPU繼續執行；
    如有事件發生，則中斷裝置中斷原佔有CPU的程序的執行，讓操做系統的處理事件
服務程序佔用CPU，對出現的事件進行處理，事件處理完後，再讓原來的程序繼續佔用CPU執行

　　

    中斷是指在計算機執行期間，系統內發生任何非尋常的或非預期的急需處理事件，
使得cpu暫時中斷當前正在執行的程序，轉去執行相應的事件處理程序。待處理完畢
後又返回原來被中斷處繼續執行或調度新的進程執行的過程。它使計算機能夠更好更
快利用有限的系統資源解決系統響應速度和運行效率的一種控制技術。實時響應，系統調度。

2，簡述計算機內存的「內核態」和「用戶態」

    內核態：cpu能夠訪問內存的全部數據，包括外圍設備，
例如硬盤，網卡，cpu也能夠將本身從一個程序切換到另外一個程序。

    用戶態：只能受限的訪問內存，且不容許訪問外圍設備，佔用cpu的能力被剝奪，
cpu資源能夠被其餘程序獲取

3，爲何要有內核態和用戶態？

    因爲須要限制不一樣的程序之間的訪問能力，防止他們獲取別的程序的內存數據，
或者獲取外圍設備的數據，併發送到網絡

    cpu劃分出兩個權限等級：用戶態和內核態。

4，什麼是進程？

    正在執行的一個程序或者說一個任務，負責執行任務的是cpu。
進程是用來把資源集中到一塊兒的，進程是資源單位，或者說資源集合。

5，什麼是線程？

    線程是cpu上的執行單位。同一個進程內的多個線程共享該進程內的地址資源。
    建立線程的開銷要遠小於建立進程的開銷。
    線程是操做系統可以進行運算調度的最小單位。
    它被包含在進程之中，是進程中的實際運做單位。
    一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中能夠併發多個線程，
每條線程並行執行不一樣的任務

　　

6，什麼是系統調用？

    全部用戶程序都是運行在用戶態的，可是有時候程序確實須要作一些內核態的事情，
例如從硬盤讀取數據，或者從鍵盤獲取輸入等，
    而惟一能作這些事情的就是操做系統，因此此時程序就須要向操做系統請求以程序
的名義來執行這些操做。這時，就須要一個機制：用戶態程序切換到內核態，可是不能
控制在內核態中執行的指令。這種機制就叫系統調用。

7，threading模塊event和condition的區別；

condition: 某些事件觸發或達到特定的條件後才處理數據，默認建立了一個lock對象。
    con = threading.Condition()
    con.acquire()
    con.notify()
    con.wait()
    con.release()

event：其餘線程須要經過判斷某個線程的狀態來肯定本身的下一步操做，就能夠用event。
    from threading import Event
    event = Event()
    event.set()： 設置event的狀態值爲True，全部阻塞池的線程激活進入就緒狀態, 等待操做系統調度；
    event.is_set()：返回event的狀態值；
    event.wait()：若是 event.is_set()==False將阻塞線程；
    event.clear()：恢復event的狀態值爲False。

8，進程間通訊方式有哪些？

消息隊列 管道 信號量 信號 共享內存 套接字

9，簡述對管道，隊列的理解

隊列 = 管道 + 鎖
from multiprocessing import Queue,Process
    queue = Queue()
    queue.put(url)
    url = queue.get()
from multiprocessing import Pipe,Process
    pipe = Pipe()
    pipe.send(url)
    pipe.recv() 

10，請簡述你對join、daemon方法的理解，舉出它們在生產環境中的使用場景；

join: 等待一個任務執行完畢；能夠將併發變成串行。

daemon: 
    守護進程（守護線程）會等待主進程（主線程）運行完畢後被銷燬。
    運行完畢：
        1.對主進程來講，運行完畢指的是主進程代碼運行完畢。
        2.對主線程來講，運行完畢指的是主線程所在的進程內全部非守
護線程通通運行完畢，主線程纔算運行完畢。
　　

 11，簡述IO多路複用模型的工做原理

    IO多路複用實際上就是用select，poll,epoll監聽多個io對象，當io對象有
變化（有數據）的時候就通知用戶進程。好處就是單個進程能夠處理多個socket。

1.當用戶進程調用了select，那麼整個進程會被block；

2.而同時，kernel會「監視」全部select負責的socket；

3.當任何一個socket中的數據準備好了，select就會返回；

4.這個時候用戶進程再調用read操做，將數據從kernel拷貝到用戶進程。

總結：
    1.I/O 多路複用的特色是經過一種機制一個進程能同時等待多個文件描述符，
而這些文件描述符（套接字描述符）其中的任意一個進入讀就緒狀態，
select()函數就能夠返回。

    2.IO多路複用：須要兩個系統調用，system call (select 和 recvfrom)，
而blocking IO只調用了一個system call (recvfrom)。可是，用select的優點
在於它能夠同時處理多個connection。

    3.若是處理的鏈接數不是很高的話，使用select/epoll的web server不必定
比使用多線程 + 阻塞 IO的web server性能更好，可能延遲還更大。

    4.select/epoll的優點並非對於單個鏈接能處理得更快，而是在於能處理更多的鏈接。

12，threading中Lock和RLock的相同點和不一樣點

Lock():互斥鎖，只能被acquire一次，可能會發生死鎖狀況。 

RLock():遞歸鎖，能夠連續acquire屢次。

RLock = Lock + counter
    counter：記錄了acquire的次數，直到一個線程全部的acquire都被release,其餘線程才能得到資源。

1三、什麼是select，請簡述它的工做原理，簡述它的優缺點；

python中的select模塊專一於I/O多路複用,提供了select poll epoll三個方法；後兩個在linux中可用，

windows僅支持select。
    fd：文件描述符
    fd_r_list，fd_w_list，fd_e_list = select.select（rlist，wlist，xlist，[timeout]）
    參數：可接受四個參數（前三個必須）
    rlist：等到準備好閱讀
    wlist：等到準備寫做
    xlist：等待「異常狀況」
    超時：超時時間
    返回值：三個列表

select監聽fd變化的過程分析：
    用戶進程建立socket對象，拷貝監聽的fd到內核空間，每個fd會對應一張系統文件表，
內核空間的fd響應到數據後，
    就會發送信號給用戶進程數據已到；
    用戶進程再發送系統調用，好比（accept）將內核空間的數據copy到用戶空間，同時做
爲接受數據端內核空間的數據清除，
    這樣從新監聽時fd再有新的數據又能夠響應到了（發送端由於基於TCP協議因此須要收到
應答後纔會清除）。

該模型的優勢：
    相比其餘模型，使用select() 的事件驅動模型只用單線程（進程）執行，佔用資源少，
不消耗太多 CPU，同時可以爲多客戶端提供服務。
    若是試圖創建一個簡單的事件驅動的服務器程序，這個模型有必定的參考價值。

該模型的缺點：
    首先select()接口並非實現「事件驅動」的最好選擇。由於當須要探測的句柄值較大時，
select()接口自己須要消耗大量時間去輪詢各個句柄。
    不少操做系統提供了更爲高效的接口，如linux提供了epoll，BSD提供了kqueue，
Solaris提供了/dev/poll，…。
    若是須要實現更高效的服務器程序，相似epoll這樣的接口更被推薦。遺憾的是不一樣
的操做系統特供的epoll接口有很大差別，
    因此使用相似於epoll的接口實現具備較好跨平臺能力的服務器會比較困難。
    其次，該模型將事件探測和事件響應夾雜在一塊兒，一旦事件響應的執行體龐大，則
對整個模型是災難性的。

1四、什麼是epoll，請簡述它的工做原理，簡述它的優缺點；

    epoll: 性能最好的多路複用I/O就緒通知方法。相比於select，epoll最大的
好處在於它不會隨着監聽fd數目的增加而下降效率。

       由於在內核中的select實現中，它是採用輪詢來處理的，輪詢的fd數目越多，天然耗時越多。

epoll：一樣只告知那些就緒的文件描述符，並且當咱們調用epoll_wait()得到就緒文件描述符時，
返回的不是實際的描述符，而是一個表明就緒描述符數量的值，

       你只須要去epoll指定的一個數組中依次取得相應數量的文件描述符便可，這裏也使用了內存映射（mmap）技術，這樣便完全省掉了這些文件描述符在系統調用時複製的開銷。

       另外一個本質的改進在於epoll採用基於事件的就緒通知方式。在select/poll中，進程只有在調用
必定的方法後，內核纔對全部監視的文件描述符進行掃描，
       而epoll事先經過epoll_ctl()來註冊一個文件描述符，一旦基於某個文件描述符就緒時，內核會
採用相似callback的回調機制，迅速激活這個文件描述符，
       當進程調用epoll_wait()時便獲得通知。從以上可知，epoll是對select、poll模型的改進，
提升了網絡編程的性能，普遍應用於大規模併發請求的C/S架構中。
python中的epoll: 
    只適用於unix/linux操做系統

1五、簡述select和epoll的區別；

select 是不斷輪詢去監聽的socket，socket個數有限制，通常爲1024個；
poll仍是採用輪詢方式去監聽，只不過沒有個數限制。
epoll並不用採用輪詢方式去監聽，而是當socket有變化時經過回調方式主動告知用戶進程。
select支持多平臺，epoll只支持linux平臺。

　　

select: 調用select()時
　　一、上下文切換轉換爲內核態
　　二、將fd從用戶空間複製到內核空間
　　三、內核遍歷全部fd，查看其對應事件是否發生
　　四、若是沒發生，將進程阻塞，當設備驅動產生中斷或者timeout時間後，將進程喚醒，再次進行遍歷
　　五、返回遍歷後的fd
　　六、將fd從內核空間複製到用戶空間

select: 缺點
      一、當文件描述符過多時，文件描述符在用戶空間與內核空間進行copy會很費時

　　二、當文件描述符過多時，內核對文件描述符的遍歷也很浪費時間

　　三、select最大僅僅支持1024個文件描述符

epoll很好的改進了select：
　　一、epoll的解決方案在epoll_ctl函數中。每次註冊新的事件到epoll句柄中時，
會把全部的fd拷貝進內核，而不是在epoll_wait的時候重複拷貝。epoll保證了每
個fd在整個過程當中只會拷貝一次。

　　二、epoll會在epoll_ctl時把指定的fd遍歷一遍（這一遍必不可少）併爲每一個fd
指定一個回調函數，當設備就緒，喚醒等待隊列上的等待者時，就會調用這個回調
函數，而這個回調函數會把就緒的fd加入一個就緒鏈表。
       epoll_wait的工做實際上就是在這個就緒鏈表中查看有沒有就緒的fd。

　　三、epoll對文件描述符沒有額外限制。

1六、簡述多線程和多進程的使用場景；

多進程用於計算密集型，如金融分析；利用多核實現併發。

多線程用於IO密集型，如socket，爬蟲，web。

17，請分別簡述threading.Condition、threading.event、threading.semaphore的使用場景；

condition: 某些事件觸發或達到特定的條件後才處理數據。

event: 用來通知線程有一些事情已發生，從而啓動後繼任務的開始。

semaphore: 爲控制一個具備有限數量用戶資源而設計。

1八、假設有一個名爲threading_test.py的程序裏有一個li = [1, 2, 3, 4]的列表，另有a，b兩個函數分別往該列表中增長元素，a函數須要修改li以前須要得到threading.Lock對象，b函數不須要，請問當線程t1執行a函數獲取到Lock對象以後並無release該對象的狀況下，線程t2執行b函是否能夠修改li，爲何？

能夠，線程的數據是共享的，a 函數雖然上了鎖，沒有釋放。因爲b 函數不須要上鎖，就能夠訪問資源。

1九、簡述你對Python GIL的理解；

GIL(global interpreter lock)全局解釋器鎖

    GIL是CPython的一個概念，本質是一把互斥鎖，將併發運行變成串行。
解釋器的代碼是全部線程共享的，因此垃圾回收線程也有可能訪問到解釋器的代碼去執行。
所以須要有GIL鎖，保證python解釋器同一時間只能執行一個任務的代碼。

GIL:解釋器級別的鎖（保護的是解釋器級別的數據，好比垃圾回收的數據）
Lock:應用程序的鎖（保護用戶本身開發的應用程序的數據）

20、什麼是同步I/O，什麼是異步I/O？

synchronous io: 作」IO operation」的時候會將process阻塞;」IO operation」是指真實的IO操做
                blocking IO，non-blocking IO，IO multiplexing都屬於synchronous IO這一類.

asynchronous io: 當進程發起IO 操做以後，就直接返回不再理睬了，直到kernel發送一個信號，
                 告訴進程說IO完成。在這整個過程當中，進程徹底沒有被block。
異步io的實現會負責把數據從內核拷貝到用戶空間。

各類I/O模型比較
    有沒有辦法能讓咱們在I/O時，不讓咱們的應用程序阻塞；從上邊的分析咱們知道
向內核發起一個I/O操做，要通過等待fd就緒+內核數據到用戶數據區複製，完成一次I/O；
    Linux POSIX是這樣定義同步I/O 和 異步I/O的：
   同步I/O操做(synchronous I/O operation)：致使請求進程阻塞，直到I/O操做完成。
   異步I/O操做(asynchronous I/O operation): 不致使請求進程阻塞。
     根據上述定義，咱們的前四種模型------阻塞式I/O模型，非阻塞式I/O模型、I/O多路
複用模型和信號驅動式I/O模型，由於其中真正的I/O操做將阻塞進程。只有異步I/O模型
與POSIX定義的異步I/O相匹配；

　　

21，什麼是管道，若是兩個進程嘗試從管道的同一端讀寫數據，會出現什麼狀況？

    管道：是兩個進程間進行單向通訊的機制。因爲管道傳遞數據的單向性。
管道又稱爲半雙工管道。
      管道傳遞數據是單向性的，讀數據時，寫入管道應關閉。寫數據時，讀取管道應關閉。

22，爲何要使用線程池/進程池？

    對服務端開啓的進程數或線程數加以控制，讓機器在一個本身能夠承受的
範圍內運行，這就是進程池或線程池的用途.

23，若是多個線程都在等待同一個鎖被釋放，請問當該鎖對象被釋放的時候，哪個線程將會得到該鎖對象？

這個由操做系統的調度決定。

24，import threading;s = threading.Semaphore(value=-1)會出現什麼狀況？

    當threading.Semaphore(1) 爲1時，表示只有一個線程可以拿到許可，
其餘線程都處於阻塞狀態，直到該線程釋放爲止。

固然信號量不可能永久的阻塞在那裏。信號量也提供了超時處理機制。
若是傳入了 -1，則表示無限期的等待。

25，請將二進制數10001001轉化爲十進制；

請將二進制數10001001轉化爲十進制；   
    
    經分析，二進制10001001轉化爲：1*2^7 + 1*2^3 + 1*2^0 = 137        

　　

26，某進程在運行過程當中須要等待從磁盤上讀入數據，此時該進程的狀態將發生什麼變化？

一個程序有三種狀態：運行態，阻塞態，就緒態；

遇到IO阻塞，進程從運行態轉到阻塞態，cpu切走，保存當前狀態；

27，請問selectors模塊中DefaultSelector類的做用是什麼；

IO多路複用：select poll epoll
    select: 列表循環，效率低。windows 支持。
    poll: 可接收的列表數據多，效率也不高。linux 支持。
    epoll: 效率最高 異步操做 + 回調函數。linux 支持。

selectors 模塊：
    sel=selectors.DefaultSelector()
    自動根據操做系統選擇select/poll/epoll

28，簡述異步I/O的原理；

    用戶進程發起read操做以後，馬上就能夠開始去作其它的事。
而另外一方面，從kernel的角度，當它受到一個asynchronous read以後，
    首先它會馬上返回，因此不會對用戶進程產生任何block。
    而後，kernel會等待數據準備完成，而後將數據拷貝到用戶內存，
當這一切都完成以後，kernel會給用戶進程發送一個signal，告訴它read操做完成了。 

29，請問multiprocessing模塊中的Value、Array類的做用是什麼？舉例說明它們的使用場景

python 多進程通訊Queue Pipe Value Array
queue和pipe用來在進程間傳遞消息;
Value + Array 是python中共享內存映射文件的方法;速度比較快.

30，請問multiprocessing模塊中的Manager類的做用是什麼？與Value和Array類相比，Manager的優缺點是什麼

Python multiprocessing.Manager（進程間共享數據）

Python中進程間共享數據，除了基本的queue，pipe和value+array外，
還提供了更高層次的封裝。使用multiprocessing.Manager能夠簡單地使用這些高級接口。

Manager支持的類型有list,dict,Namespace,Lock,RLock,Semaphore,BoundedSemaphore,Condition,
Event,Queue,Value和Array。

31，請說說你對multiprocessing模塊中的Queue().put(), Queue().put_nowait(), Queue().get(), Queue().get_nowait()的理解；

q = Queue(3) 隊列 先進先出  進程間通訊； 隊列 = 管道 + 鎖
q.put() 
q.put_nowait()  # 無阻塞，當隊列滿時，直接拋出異常queue.Full
q.get() 
q.get_nowait()  # 無阻塞，當隊列爲空時，直接拋出異常queue.Empty 

32，什麼是協程？使用協程與使用線程的區別是什麼？

協程：單線程下的併發。協程是一種用戶態的輕量級線程，即協程是由用戶程序本身控制調度的。

    1.python的線程是屬於內核級別的，即由操做系統控制調度（如單線程
遇到io或執行時間過長就會被迫交出cpu執行權限，切換其餘的線程運行）

    2.單線程內開啓協程，一旦遇到io，就會從應用程序級別（而非操做系統）
控制切換，以此來提高效率（！！非io操做的切換與效率無關）

33，asyncio的實現原理是什麼？

https://www.cnblogs.com/earendil/p/7411115.html 

Python異步編程:asyncio庫和async/await語法

asyncio是Python 3.4 試驗性引入的異步I/O框架，提供了基於協程作異
步I/O編寫單線程併發代碼的基礎設施。
其核心組件有事件循環（Event Loop）、協程(Coroutine）、任務(Task)、
將來對象(Future)以及其餘一些擴充和輔助性質的模塊。

synchronous io: 作」IO operation」的時候會將process阻塞;」IO operation」是指真實的IO操做
                blocking IO，non-blocking IO，IO multiplexing都屬於synchronous IO這一類.
asynchronous io: 當進程發起IO 操做以後，就直接返回不再理睬了，直到kernel發送一個信號，
                 告訴進程說IO完成。在這整個過程當中，進程徹底沒有被block。異步io的實現會負責把
數據從內核拷貝到用戶空間

　　

數據庫重點：

一、數據庫介紹、類型、特性
二、MySQL數據庫安裝、鏈接、啓動、中止
三、表字段類型介紹、主鍵約束、表建立語句
四、經常使用增刪改查語句、分組、聚合
五、外鍵管理、unique字段、表結構修改語法
六、跨表查詢，inner join、left join、right join、full join語法
七、複雜SQL語句如group by、子查詢、函數的使用
八、索引原理及做用、普通索引、多列索引、惟一索引、全文索引等
九、基於hash&b+樹索引的實現原理，索引的優缺點剖析
十、事務原理，ACID特性，應用場景講解
十一、事務回滾
十二、觸發器的特性，應用場景
1三、觸發器的增刪改查方法
1四、存儲過程的做用及應用場景
1五、建立存儲過程，參數傳遞，流程控制語句if\while\repeat\loop等，動態SQL的建立
1六、視圖的做用及使用場景，視圖的增刪改查
1七、數據庫權限管理，用戶管理
1八、數據庫備份命令及工具講解
1九、基於不一樣業務的數據庫表結構設計、性能優化案例
20、pymysql模塊介紹和使用

　　

1，說說你所知道的MySQL數據庫存儲引擎，InnoDB存儲引擎和MyISM存儲引擎的區別？

主要有
MyISM：MyISAM存儲引擎：不支持事務、也不支持外鍵，
優點是訪問速度快，對事務完整性沒有 要求或者以select，insert爲主的
應用基本上能夠用這個引擎來建立表

InnoDB：支持事務

Memory：Memory存儲引擎使用存在於內存中的內容來建立表。每一個memory表
只實際對應一個磁盤文件，格式是.frm。memory類型的表訪問很是的快，由於它
的數據是放在內存中的，而且默認使用HASH索引，可是一旦服務關閉，表中的數
據就會丟失掉。

Merge：Merge存儲引擎是一組MyISAM表的組合，這些MyISAM表必須結構徹底
相同，merge表自己並無數據，對merge類型的表能夠進行查詢，更新，刪除操做，
這些操做其實是對內部的MyISAM表進行的。

BLACKHOLE：黑洞存儲引擎，能夠應用於主備複製中的分發主庫。

MyISM和InnoDB的區別
InnoDB支持事務，而MyISM不支持事務
InnoDB支持行級鎖，而MyISM支持表級鎖
InnoDB支持外鍵，而MyISM不支持
InnoDB支持全文索引，而MyISM不支持
InnoDB是索引組織表，MyISM是堆表  (堆表的數據是隨機插入的，索引組織表的數據是有序的)

 MyISAM：讀事務要求不高，以查詢和插入爲主，可使用這個引擎來建立表，
例如各類統計表。
 
　　InnoDB：對事務要求高，保存的是重要的數據
例如交易數據，支付數據等，對用戶重要的數據，建議使用InnoDB。

　　

二、MySQL中char和varchar的區別，varchar(50)和char(50)分別表明什麼意思？

    char(50): 定長，字符的長度爲50，浪費空間，存取速度快，數據不足時，
會往右填充空格來知足長度。

    varchar(50): 變長，字符的長度爲50，節省空間，存取速度慢，存儲數據
的真實內容，不會填充空格，且會在真實數據前加1-2bytes,表示真實數據的bytes字節數。

三、MySQL中int類型存儲多少個字節？

int存儲4字節  有符號：（-2147483648，2147483647）

              無符號：（0，4294967295）

4，主鍵具備什麼特徵？

不爲空且惟一

五、簡述你對inner join、left join、right join、full join的理解；

多表鏈接查詢：
inner join： 內鏈接，只鏈接匹配的行，找兩張表共有的部分；

left join:   外鏈接之左鏈接，優先顯示左表所有記錄，在內鏈接的基礎上增長左表有右表沒有的結果；

right join:  外鏈接之右鏈接，優先顯示右表所有記錄，在內鏈接的基礎上增長右表有左表沒有的結果；

full join:   = left join on union right join on ...  mysql 不支持full join 可是能夠用 union ...
全外鏈接，顯示左右兩個表所有記錄，在內鏈接的基礎上增長左表有右表沒有和右表有左表沒有的結果；

六、concat, group_concat函數的做用是什麼？

定義顯示格式：
    concat() 用於鏈接字符串 
        eg: select concat('姓名：',name,'年薪：',salasy*12) as annual_salary from employee;

    concat_ws() 第一個參數爲分隔符
        eg: select concat_ws(':',name,salary*12) as annual_salary from employee;

group by 與 group_concat() 函數一塊兒使用
    select post,group_concat(name) as emp_members from employee group by post;     

七、請介紹事務的實現原理；

    事務：用於將某些操做的多個sql做爲原子性操做，一旦有某一個出現錯誤，
便可回滾到原來的狀態，從而保證數據庫數據的完整性。

      原子性：一堆sql語句，要麼同時執行成功，要麼同時失敗！

八、索引的本質是什麼？索引有什麼優勢，缺點是什麼？

索引在mysql中也稱爲鍵，本質是都是經過不斷縮小想要獲取的數據範圍
來篩選最終想要的結果，同時把隨機的事件變成有序的事件，也就是說，
有了索引機制，咱們能夠老是用同一種查找方式來鎖定數據

　　

索引是幫助MySQL高效獲取數據的數據結構。所以，索引的本質是一種數據結構。
在數據以外，數據庫系統還能夠維護知足特定查找算法的數據結構，這些數據結構
以某種方式指向真實數據，這樣就能夠在這些數據結構上實現高級查找算法，這種
數據結構就是索引。

優勢：
一、提升數據檢索效率，下降數據庫的IO成本；

二、經過索引對數據進行排序，下降了數據排序的成本，下降了CPU的利用率；

缺點：
一、索引實際上也是一張表，索引會佔用必定的存儲空間；

二、更新數據表的數據時，須要同時維護索引表，所以，會下降insert、update、delete的速度；

九、哪些狀況下須要建立索引，哪些狀況下不須要建立索引？

一、主鍵自動建立惟一非空索引；
二、頻繁做爲查詢條件的字段應該建立索引；
三、頻繁更新的字段不適合簡歷索引，由於每次更新不只僅更新數據表同時還會更新索引表；
四、查詢中常常排序的字段，能夠考慮建立索引；
五、若是某個字段的重複數據較多，不適合建立普通索引；

十、請分別介紹ACID表明的意思，什麼業務場景須要支持事務，什麼業務場景不須要支持事務？

ACID，指數據庫事務正確執行的四個基本要素的縮寫。

包含：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）。
一個支持事務（Transaction）的數據庫，必需要具備這四種特性，不然在事務過程（Transaction processing）當中沒法保證數據的正確性。

使用場景：
    銀行的交易系統
eg:
    start transaction; 
    update user set balance = 900 where name = 'wsb';   #買支付100元
    update user set balance = 1010 where name = 'egon'; #中介拿走10元
    uppdate user set balance = 1090 where name = 'ysb'; #賣家拿到90元,出現異常沒有拿到
    rollback;
    commit;

十一、什麼是觸發器，請簡述觸發器的使用場景？

    使用觸發器能夠定製用戶對錶進行【增、刪、改】操做時先後的行爲，注意：沒有查詢。
    觸發器沒法由用戶直接調用，而知因爲對錶的【增/刪/改】操做被動引起的。

eg： 
    create trigger tri_before_insert_tb1 before insert on tb1 for each row
    begin 
        ...      
    end  

十二、什麼是存儲過程，存儲過程的做用是什麼？

存儲過程包含了一系列可執行的sql語句，存儲過程存放於MySQL中，
經過調用它的名字能夠執行其內部的一堆sql。

優勢：
    1. 用於替代程序寫的SQL語句，實現程序與sql解耦
    2. 基於網絡傳輸，傳別名的數據量小，而直接傳sql數據量大

缺點：
    1. 程序員擴展功能不方便

eg:
     delimiter //
        create procedure p1()
        begin
            select * from blog;
            insert into blog(name,sub_time) values('xxx',now());
        end //
     delimiter ;

1三、什麼是視圖，簡單介紹視圖的做用和使用場景？

視圖是一個虛擬表（非真實存在），其本質是【根據SQL語句獲取動態的數據集，併爲其命名】，
用戶使用時只需使用【名稱】便可獲取結果集，能夠將該結果集當作表來使用。
視圖取代複雜的sql語句，方便用來查詢。

eg: 
    create view teacher_view as select tid from teacher where tname='李平老師';

1四、如何查看SQL語句的執行計劃？

http://blog.itpub.net/12679300/viewspace-1394985/
執行計劃的查看是進行數據庫的sql語句調優時依據的一個重要依據.
eg:
    explain select * from class;
    +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
    | id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |
    +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
    |  1 | SIMPLE      | class | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   12 | NULL  |
    +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
Id：包含一組數字，表示查詢中執行select子句或操做表的順序；
    執行順序從大到小執行；
    當id值同樣的時候，執行順序由上往下；
Select_type:表示查詢中每一個select子句的類型（簡單OR複雜），有如下幾種:
    SIMPLE：查詢中不包含子查詢或者UNION
    PRIMARY：查詢中若包含任何複雜的子部分，最外層查詢則被標記爲PRIMARY
    SUBQUERY：在SELECT或WHERE列表中包含了子查詢，該子查詢被標記爲SUBQUERY
    DERIVED：在FROM列表中包含的子查詢被標記爲DERIVED（衍生）
    若第二個SELECT出如今UNION以後，則被標記爲UNION；
    若UNION包含在FROM子句的子查詢中，外層SELECT將被標記爲：DERIVED
    從UNION表獲取結果的SELECT被標記爲：UNION RESULT
Type：表示MySQL在表中找到所需行的方式，又稱「訪問類型」，常見有如下幾種:
    ALL：Full Table Scan， MySQL將進行全表掃描；
    index：Full Index Scan，index與ALL區別爲index類型只遍歷索引樹；
    range：range Index Scan，對索引的掃描開始於某一點，返回匹配值域的行，常見於between、<、>等的查詢；
    ref：非惟一性索引掃描，返回匹配摸個單獨值的全部行。常見於使用非惟一索引或惟一索引的非惟一前綴進行的查找；
    eq_ref：惟一性索引掃描，對於每一個索引鍵，表中只有一條記錄與之匹配。常見於主鍵或惟一索引掃描
    const、system：當MySQL對查詢某部分進行優化，並轉換爲一個常量時，使用這些類型訪問。如將主鍵置於where列表中，MySQL就能將該查詢轉換爲一個常量
    NULL：MySQL在優化過程當中分解語句，執行時甚至不用訪問表或索引
possible_keys：指出MySQL能使用哪一個索引在表中找到行，查詢涉及到的字段上若存在索引，則該索引將被列出，但不必定被查詢使用；    
key：顯示MySQL在查詢中實際使用的索引，若沒有使用索引，顯示爲NULL。當查詢中若使用了覆蓋索引，則該索引僅出如今key列表中
key_len：表示索引中使用的字節數，可經過該列計算查詢中使用的索引的長度
ref：表示上述表的鏈接匹配條件，即那些列或常量被用於查找索引列上的值；
rows：表示MySQL根據表統計信息及索引選用狀況，估算的找到所需的記錄所須要讀取的行數；
Extra：包含不適合在其餘列中顯示但十分重要的額外信息；
    Using where：表示MySQL服務器在存儲引擎受到記錄後進行「後過濾」（Post-filter）,若是查詢未能使用索引，Using where的做用只是提醒咱們MySQL將用where子句來過濾結果集
    Using temporary：表示MySQL須要使用臨時表來存儲結果集，常見於排序和分組查詢；
    Using filesort：MySQL中沒法利用索引完成的排序操做稱爲「文件排序」；

1五、在你本地數據庫中查看select from student*的執行計劃，並解釋每一個字段分別表明什麼意思？

mysql> explain select * from student;
+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
| id | select_type | table   | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |
+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
|  1 | SIMPLE      | student | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   16 | NULL  |
+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
id: 表示查詢中執行select子句或操做表的順序。
select_type: simple 表示查詢中不包含子查詢或者union
table: student
type: all 表示mysql將進行全表掃描
possible_keys: 指出MySQL能使用哪一個索引在表中找到行，查詢涉及到的字段上若存在索引，則該索引將被列出，但不必定被查詢使用；
key: 顯示MySQL在查詢中實際使用的索引，若沒有使用索引，顯示爲NULL。當查詢中若使用了覆蓋索引，則該索引僅出如今key列表中；
ey_len：表示索引中使用的字節數，可經過該列計算查詢中使用的索引的長度；
ref：表示上述表的鏈接匹配條件，即那些列或常量被用於查找索引列上的值；
rows：表示MySQL根據表統計信息及索引選用狀況，估算的找到所需的記錄所須要讀取的行數；
Extra：包含不適合在其餘列中顯示但十分重要的額外信息；

1六、數據備份分爲哪幾種類型？增量備份和差別備份的區別是什麼？

完整備份：備份系統中的全部數據。特色：佔用空間大，備份速度慢，但恢復時一次恢復到位，恢復速度快。

增量備份：只備份上次備份之後有變化的數據。
         特色：因每次僅備份自上一次備份（注意是上一次，不是第一次）以來有變化的文件，
            因此備份體積小，備份速度快，可是恢復的時候，須要按備份時間順序，
逐個備份版本進行恢復，恢復時間長。

差別備份：只備份上次徹底備份之後有變化的數據。
         特色：佔用空間比增量備份大，比完整備份小，恢復時僅須要恢復第一個完
整版本和最後一次的差別版本，恢復速度介於完整備份和增量備份之間。

簡單的講，完整備份就是無論三七二十一，每次都把指定的備份目錄完整的複製一遍，
無論目錄下的文件有沒有變化；

增量備份就是每次將以前（第一次、第二次、直到前一次）作過備份以後有變化的文件進行備份；

差別備份就是每次都將第一次完整備份以來有變化的文件進行備份。

1七、請介紹select語句的執行順序；

from
where
group by
having
select
distinct
order by
limit
說明：
    1.找到表:from
    2.拿着where指定的約束條件，去文件/表中取出一條條記錄
    3.將取出的一條條記錄進行分組group by，若是沒有group by，則總體做爲一組
    4.將分組的結果進行having過濾
    5.執行select
    6.去重
    7.將結果按條件排序：order by
    8.限制結果的顯示條數

1八、請問存儲引擎MyISM和InnoDB的適合什麼樣的使用場景？

Innodb與Myisam引擎的區別與應用場景：
1. 區別：
（1）事務處理：
    MyISAM是非事務安全型的，而InnoDB是事務安全型的（支持事務處理等高級處理）；
（2）鎖機制不一樣：
    MyISAM是表級鎖，而InnoDB是行級鎖；
（3）select ,update ,insert ,delete 操做：
    MyISAM：若是執行大量的SELECT，MyISAM是更好的選擇
    InnoDB：若是你的數據執行大量的INSERT或UPDATE，出於性能方面的考慮，應該使用InnoDB表
（4）查詢表的行數不一樣：
    MyISAM：select count(*) from table,MyISAM只要簡單的讀出保存好的行數，注意的是，當count(*)語句包含   where條件時，兩種表的操做是同樣的
    InnoDB ： InnoDB 中不保存表的具體行數，也就是說，執行select count(*) from table時，InnoDB要掃描一遍整個表來計算有多少行
（5）外鍵支持：
    mysiam表不支持外鍵，而InnoDB支持
    
2. 爲何MyISAM會比Innodb 的查詢速度快。
    INNODB在作SELECT的時候，要維護的東西比MYISAM引擎多不少；
        1）數據塊，INNODB要緩存，MYISAM只緩存索引塊，  這中間還有換進換出的減小； 
        2）innodb尋址要映射到塊，再到行，MYISAM 記錄的直接是文件的OFFSET，定位比INNODB要快
        3）INNODB還須要維護MVCC一致；雖然你的場景沒有，但他仍是須要去檢查和維護
        MVCC ( Multi-Version Concurrency Control )多版本併發控制 

3. 應用場景
    MyISAM適合：(1)作不少count 的計算；(2)插入不頻繁，查詢很是頻繁；(3)沒有事務。
    InnoDB適合：(1)可靠性要求比較高，或者要求事務；(2)表更新和查詢都至關的頻繁，而且行鎖定的機會比較大的狀況。

1九、請舉出MySQL中經常使用的幾種數據類型；

mysql經常使用數據類型：
    1.數值類型：
        整數類型：tinyint smallint int bigint
        浮點型：float double decimal
            float ：在位數比較短的狀況下不精準（通常float得精確度也夠用了）
            double ：在位數比較長的狀況下不精準
                0.000001230123123123
                存成：0.000001230000
            decimal：（若是用小數，則推薦使用decimal）
                精準 內部原理是以字符串形式去存
    2.日期類型：
        最經常使用：datetime  year date time datetime timestamp
    3.字符串類型：
        char(6) varchar(6)
        char（10）：簡單粗暴，浪費空間，存取速度快,定長；
            root存成root000000
        varchar：精準，節省空間，存取速度慢，變長；
        
        sql優化：建立表時，定長的類型往前放，變長的日後放
                        好比性別           好比地址或描述信息
        
        >255個字符，超了就把文件路徑存放到數據庫中。
                好比圖片，視頻等找一個文件服務器，數據庫中只存路徑或url。
    4.枚舉類型與集合類型:
        enum('male','female')
        set('play','music','read','study')

20、什麼狀況下會產生笛卡爾乘積，如何避免？

交叉鏈接：不適用任何匹配條件。生成笛卡爾積；
    select * from employee,department;
避免：    
    select 
        employee.id,employee.name,employee.age,employee.sex,department.name 
    from 
        employee,department 
    where 
        employee.dep_id=department.id; 

2一、請列舉MySQL中經常使用的函數；

聚合函數：
    聚合函數聚合的是組的內容，如果沒有分組，則默認一組
    count()
    max()
    min()
    avg()
    sum()

2二、請說明group by的使用場景；

什麼是分組，爲何要分組？
    一、首先明確一點：分組發生在where以後，即分組是基於where以後獲得的記錄而進行的
    二、分組指的是：將全部記錄按照某個相同字段進行歸類，好比針對員工信息表的職位分組，
或者按照性別進行分組等
    三、爲什麼要分組呢？
        取每一個部門的最高工資
        取每一個部門的員工數
        取男人數和女人數

    小竅門：‘每’這個字後面的字段，就是咱們分組的依據
    四、大前提：
        能夠按照任意字段分組，可是分組完畢後，好比group by post，只能查看post字段，
若是想查看組內信息，須要藉助於聚合函數

2三、請介紹hash索引和B+樹索引的實現原理；

    哈希索引基於哈希表實現，只有精確匹配索引的全部列的查詢纔有效。
對於每一行數據，存儲引擎都會對全部的索引列計算一個哈希碼，哈希碼
是一個較小的值，而且不一樣鍵值的行計算出來的哈希碼也不同。哈希索
引將全部的哈希碼存儲在索引中，同時在哈希表中保存指向每一個數據行的
指針。也就是說，因爲哈希查找比起B-Tree索引，其自己對於單行查詢的
時間複雜度更低，有了哈希索引後明顯可加快單行查詢速度。

可是哈希索引也有它本身的限制：
哈希索引只包含哈希值和行指針，而不存儲字段值，因此不能使用索引中
的值來避免讀取行。不過，訪問內存中的行的速度很快，因此大部分狀況下
這一點對性能的影響並不明顯。

哈希索引數據並非按照索引值順序存儲的，因此也就沒法用於排序。

哈希索引也不支持部分索引列匹配查找，由於哈希索引始終是使用索引列的
所有內容來計算哈希值的。例如，在數據列(A, B)上創建哈希索引，若是查
詢只有數據列A，則沒法使用該索引。

哈希索引只支持等值比較查詢，包括=、in()、<=>。不支持任何範圍查詢，
例如where price > 100。

訪問哈希索引的數據很是快，除非有不少哈希衝突。若是哈希衝突不少的話，
一些索引維護操做的代價也很高。

B+樹索引是B樹索引的變體，本質上也是多路平衡查找樹