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2023-09-15 15:39 蔚来_开发

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9.【数据库】InnoDB的存储模型

InnoDB 是 MySQL 的默认存储引擎，它采用了 B+ 树索引来存储数据。B+ 树是一种树形数据结构，它具有良好的查找、插入和删除性能。

InnoDB 的存储模型可以分为以下几个部分：

表空间：表空间是 InnoDB 存储数据的逻辑空间，它由多个数据文件组成。
页：页是 InnoDB 存储数据的基本单位，每个页大小为 16 KB。
索引：索引是用来快速查找数据的，InnoDB 使用 B+ 树索引来存储数据。
数据页：数据页用于存储表中的数据记录。
事务日志：事务日志用于记录数据库的所有修改操作，它可以用于数据恢复。

表空间

InnoDB 的表空间由多个数据文件组成，每个数据文件可以存储多个表的数据。InnoDB 的表空间默认是 .ibd 文件，可以通过 MySQL 命令查看。

SHOW TABLESPACES;

页

InnoDB 的页大小为 16 KB，每个页可以存储多个数据记录或索引数据。InnoDB 的页由以下几个部分组成：

页头：存储页的元数据，如页号、页类型、页状态等。
数据区：存储数据记录或索引数据。
空闲空间：未使用的空间。

索引

InnoDB 使用 B+ 树索引来存储数据，B+ 树是一种树形数据结构，它具有良好的查找、插入和删除性能。InnoDB 的索引可以分为聚簇索引和非聚簇索引。

聚簇索引：聚簇索引是主键索引，它将数据记录按照主键排序存储。
非聚簇索引：非聚簇索引不是主键索引，它可以使用任意字段作为索引。

数据页

数据页用于存储表中的数据记录。InnoDB 的数据页由以下几个部分组成：

记录头：存储记录的元数据，如记录长度、记录类型等。
记录体：存储记录的数据。

事务日志

事务日志用于记录数据库的所有修改操作，它可以用于数据恢复。InnoDB 的事务日志由多个文件组成，每个文件可以存储多个事务日志记录。

InnoDB 的事务日志记录由以下几个部分组成：

事务编号：标识事务的唯一编号。
操作类型：表示事务的操作类型，如插入、更新、删除等。
数据：表示事务修改的数据。

InnoDB 的存储模型具有以下特点：

支持高并发：InnoDB 使用了多版本并发控制（MVCC）来支持高并发，MVCC 可以保证多个事务可以并发访问数据。
支持事务处理：InnoDB 支持 ACID 事务，可以保证数据的完整性和一致性。
支持数据恢复：InnoDB 使用了事务日志来记录数据库的所有修改操作，可以用于数据恢复。

10.【数据库】为什么要设计聚簇索引和非聚簇索引？优势在哪？

聚簇索引和非聚簇索引是 InnoDB 存储引擎中两种不同的索引类型，它们各有优势，适用于不同的场景。

聚簇索引

聚簇索引是主键索引，它将数据记录按照主键排序存储。聚簇索引的优势在于：

可以直接找到数据记录，查询效率高。
可以提高数据的插入、更新和删除性能。

非聚簇索引

非聚簇索引不是主键索引，它可以使用任意字段作为索引。非聚簇索引的优势在于：

可以对非主键字段进行快速查询。
可以提高数据的查询灵活性。

设计聚簇索引和非聚簇索引的原因

InnoDB 存储引擎将数据记录按照主键排序存储，因此主键索引是聚簇索引。聚簇索引可以直接找到数据记录，查询效率高。

非聚簇索引可以使用任意字段作为索引，因此可以对非主键字段进行快速查询。非聚簇索引还可以提高数据的查询灵活性，例如，可以使用多个非聚簇索引来满足不同的查询需求。

聚簇索引和非聚簇索引的选择

在实际应用中，应根据具体的需求选择合适的索引类型。如果需要对主键字段进行频繁的查询，则可以使用聚簇索引。如果需要对非主键字段进行频繁的查询，则可以使用非聚簇索引。

以下是一些聚簇索引和非聚簇索引的选择建议：

主键字段：使用聚簇索引。
频繁查询的非主键字段：使用非聚簇索引。
需要提高数据插入、更新和删除性能的非主键字段：使用聚簇索引。
需要提高数据查询灵活性的非主键字段：使用非聚簇索引。

11.【数据库】InnoDB的事务是如何实现的？

InnoDB 的事务是通过以下几个步骤来实现的：

启动事务：在开始执行事务时，会创建一个事务对象，并为该事务分配一个唯一的编号。
记录日志：在执行任何修改数据操作之前，都会将该操作记录到事务日志中。
修改数据：修改数据操作会直接更新数据库中的原始数据。
提交事务：在事务执行完毕后，会将事务日志写入磁盘，并将事务状态设置为“已提交”。
回滚事务：如果事务执行过程中发生错误，则可以回滚事务，将数据恢复到事务开始前的状态。

InnoDB 的事务实现主要依赖以下几个技术：

事务日志：事务日志用于记录数据库的所有修改操作，它可以用于数据恢复。
MVCC：多版本并发控制（MVCC）用于保证多个事务可以并发访问数据。
锁：锁用于保证数据的一致性。

事务日志

InnoDB 的事务日志由多个文件组成，每个文件可以存储多个事务日志记录。事务日志记录由以下几个部分组成：

事务编号：标识事务的唯一编号。
操作类型：表示事务的操作类型，如插入、更新、删除等。
数据：表示事务修改的数据。

事务日志用于记录数据库的所有修改操作，它可以用于数据恢复。如果发生数据库故障，可以通过事务日志将数据库恢复到事务开始前的状态。

MVCC

多版本并发控制（MVCC）用于保证多个事务可以并发访问数据。MVCC 通过为每个数据行维护多个版本来实现，每个版本表示数据在某个时间点的状态。

在 MVCC 下，事务可以读取任意版本的数据。如果两个事务同时读取同一个数据行，且数据行在两个事务之间的状态发生了变化，则事务会读取到不同的版本的数据。

锁

锁用于保证数据的一致性。InnoDB 使用了多种锁类型来保证数据的一致性，包括：

行锁：用于锁定数据行的特定版本。
表锁：用于锁定整个表。
意向锁：用于标识事务的意图。

在 InnoDB 中，事务在执行修改数据操作之前，会先获取所需的锁。如果其他事务已经获取了该锁，则当前事务会被阻塞，直到其他事务释放锁。

InnoDB 事务的特点

InnoDB 的事务具有以下特点：

ACID 事务：InnoDB 支持 ACID 事务，可以保证数据的完整性和一致性。
支持多版本并发控制（MVCC）：InnoDB 支持 MVCC，可以保证多个事务可以并发访问数据。
支持高并发：InnoDB 使用了多种技术来支持高并发，例如 MVCC、锁等。
支持数据恢复：InnoDB 使用了事务日志来支持数据恢复。

InnoDB 事务的缺点

InnoDB 的事务也有以下缺点：

事务日志消耗空间：InnoDB 的事务日志会消耗额外的空间。
事务日志影响性能：InnoDB 的事务日志会影响数据库的性能。

在实际应用中，应根据具体的需求选择合适的事务模型。

12.【数据库】Redis这种非关系型数据库为什么不支持一般意义上的事务？

Redis 这种非关系型数据库不支持一般意义上的事务，主要有以下几个原因：

Redis 的数据模型不同于关系型数据库。关系型数据库的数据存储在表中，每个表由行和列组成。Redis 的数据存储在键值对中，键和值可以是任意类型的数据。
Redis 的设计目标不同于关系型数据库。关系型数据库的设计目标是支持事务，而 Redis 的设计目标是提供高性能的缓存和数据库服务。
Redis 实现事务的成本较高。Redis 要实现一般意义上的事务，需要引入锁机制，这会影响性能。

Redis 虽然不支持一般意义上的事务，但它提供了一些类似事务的功能，例如：