快手实习都问这么难了吗?
postgresql与clickhouse的区别
PostgreSQL 和 ClickHouse 是两种不同的数据库管理系统,它们在设计目标、特性和用途上有一些显著的区别:
- 设计目标:
- PostgreSQL 是一种关系型数据库管理系统(RDBMS),旨在支持复杂的事务处理和高级查询。它提供了丰富的功能,包括完整的SQL支持、事务、触发器、视图等。
- ClickHouse 是一种列式数据库管理系统,专注于大规模数据分析和实时查询。它设计用于高速数据加载和复杂的分析查询,特别适用于OLAP(联机分析处理)场景。
- 数据模型:
- PostgreSQL 使用传统的行式存储模型,数据按行存储在表中。
- ClickHouse 使用列式存储模型,将数据按列存储在磁盘上。这种存储模型更适合分析型查询,因为它可以仅检索需要的列,提高了查询效率。
- 性能:
- ClickHouse 在处理大规模数据分析查询时通常比 PostgreSQL 更高效。由于其列式存储和优化的查询执行引擎,ClickHouse 可以快速地执行聚合、过滤和其他复杂的分析操作。
- PostgreSQL 在处理事务处理和复杂查询时通常表现更好,特别是当需要支持大量并发事务或实现复杂的数据模型时。
- 扩展性:
- ClickHouse 在大规模数据处理和分析方面具有良好的扩展性,可以通过添加更多的节点来实现横向扩展。
- PostgreSQL 也可以通过复制和分区来实现扩展性,但相对于 ClickHouse,它在大规模分析场景下的扩展性可能有限。
- 用途:
- PostgreSQL 适用于需要支持复杂事务处理、关系型数据模型和灵活查询的应用程序,如企业应用、Web应用、电子商务等。
- ClickHouse 更适用于大规模数据分析和实时查询,例如日志分析、时间序列数据分析、数据仓库等场景。
clickhouse的特点
ClickHouse 是一个用于在线分析处理 (OLAP) 的开源列式数据库管理系统。它被设计用于处理大规模数据,并且具有以下特点:
- 列式存储:数据以列的形式存储,而不是行。这种存储方式在 OLAP 场景下效率更高,因为查询通常只需要访问特定的列,而不是整行数据。
- 高性能:ClickHouse 针对 OLAP 工作负载进行了优化,能够快速地执行复杂的分析查询。它采用了多种技术来提高性能,包括数据压缩、并行查询处理和向量化执行。
- 可伸缩性:ClickHouse 能够处理大规模数据集,并且能够在需要时进行水平扩展。它支持分布式部署,可以轻松地添加新的节点以增加容量和吞吐量。
- 数据压缩:ClickHouse 使用多种压缩算法来减少存储空间,并提高查询性能。这些压缩算法可以根据数据的特性进行自动选择,以达到最佳的压缩效果。
- 实时查询:虽然 ClickHouse 主要用于 OLAP 工作负载,但它也支持实时查询。它能够在处理大规模数据的同时,提供低延迟的查询结果。
- 灵活的数据模型:虽然 ClickHouse 是列式数据库,但它支持灵活的数据模型。用户可以定义复杂的表结构,并且支持多种数据类型和索引类型。
- 丰富的功能:ClickHouse 提供了丰富的功能和内置函数,用于执行各种分析任务。它支持 SQL 查询语言,并且提供了许多扩展功能,如时序数据处理、近似查询和地理空间数据处理等。
线程池的参数
Java 线程池的参数通常由 ThreadPoolExecutor
类的构造函数定义。其中包括以下参数:
- corePoolSize:线程池的核心线程数,即线程池保持的最小线程数。即使线程处于空闲状态,核心线程也不会被销毁,除非设置了
allowCoreThreadTimeOut
为true。 - maximumPoolSize:线程池的最大线程数,即线程池允许创建的最大线程数。当工作队列已满且已创建的线程数小于最大线程数时,线程池会创建新的线程来执行任务。
- keepAliveTime:非核心线程的空闲时间。当线程池中的线程数量超过核心线程数时,空闲的非核心线程在经过一段时间后会被销毁,直到线程池中的线程数等于核心线程数。
- unit:keepAliveTime 的时间单位,通常是 TimeUnit 类的实例,如 TimeUnit.SECONDS。
- workQueue:工作队列,用于保存等待执行的任务。线程池会将任务添加到工作队列中,然后从工作队列中取出任务来执行。
- threadFactory:线程工厂,用于创建新的线程。默认情况下,线程池使用默认的线程工厂来创建线程,但也可以自定义线程工厂来创建线程。
- handler:拒绝策略,用于处理无法接收的任务。当工作队列已满且线程池中的线程数已达到最大线程数时,线程池会执行拒绝策略来处理无法接收的任务。常见的拒绝策略包括 AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy 和 DiscardOldestPolicy。
如何创建线程池
在 Java 中,你可以使用 java.util.concurrent.Executors
类来创建不同类型的线程池。这个类提供了一些静态工厂方法来创建不同配置的线程池。下面是创建线程池的一般步骤:
- 选择线程池类型:在创建线程池之前,首先要确定你需要的线程池类型,如固定大小的线程池、可缓存的线程池、单线程线程池等。
- 创建线程池:使用
Executors
类中的静态工厂方法来创建线程池。以下是一些常用的方法:newFixedThreadPool(int nThreads)
:创建固定大小的线程池,该线程池中包含固定数量的线程。newCachedThreadPool()
:创建可缓存的线程池,该线程池的线程数量会根据需要动态调整。newSingleThreadExecutor()
:创建单线程线程池,该线程池只包含一个线程。
- 提交任务:使用线程池的
execute(Runnable command)
或submit(Callable<T> task)
方法提交任务给线程池执行。 - 关闭线程池:当不再需要线程池时,应该及时关闭以释放资源。调用线程池的
shutdown()
方法会优雅地关闭线程池,等待任务执行完毕后关闭。
以下是一个简单的示例演示如何创建一个固定大小的线程池:
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建固定大小为 5 的线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
// 提交任务给线程池执行
for (int i = 0; i < 10; i++) {
executor.execute(new MyTask(i));
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
static class MyTask implements Runnable {
private final int taskId;
public MyTask(int taskId) {
this.taskId = taskId;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("Task " + taskId + " is running.");
}
}
}
在这个例子中,我们创建了一个固定大小为 5 的线程池,然后提交了 10 个任务给线程池执行。每个任务都会输出一个简单的消息。最后,我们关闭了线程池。
线程池任务流程
线程池的任务流程通常如下所示:
- 任务提交:
- 应用程序创建任务,并将其提交给线程池执行。
- 任务可以是
Runnable
或Callable
接口的实现。
- 任务接收:
- 线程池接收到提交的任务。
- 任务调度:
- 线程池根据调度策略决定如何执行任务:
- 对于固定大小的线程池,如果当前线程数小于核心线程数,则新任务会立即分配一个线程执行;如果当前线程数等于核心线程数且任务队列未满,则任务会被放入任务队列等待执行;否则,线程池会创建新线程执行任务,直到达到最大线程数。
- 对于可缓存的线程池,线程池会尝试重用之前创建的空闲线程来执行新任务,如果没有空闲线程可用,则会创建新线程执行任务。
- 对于单线程线程池,所有任务都会顺序执行,每次只能有一个任务在执行,新任务会等待上一个任务执行完成后再执行。
- 线程池根据调度策略决定如何执行任务:
- 任务执行:
- 线程池中的线程执行任务的
run()
方法。
- 线程池中的线程执行任务的
- 任务完成:
- 任务执行完成后,线程返回线程池并可用于执行其他任务。
- 任务结果:
- 如果任务是
Callable
接口的实现,则可以返回一个结果。
- 如果任务是
- 异常处理:
- 如果任务执行过程中发生异常,线程池可以捕获异常并执行相应的异常处理策略,例如重新执行任务、记录异常日志等。
- 线程池关闭:
- 当不再需要线程池时,应用程序可以调用线程池的
shutdown()
方法关闭线程池。在关闭线程池之前,线程池会等待所有任务执行完毕,然后停止接收新任务,并逐步关闭线程池中的线程。
- 当不再需要线程池时,应用程序可以调用线程池的
- 资源释放:
- 线程池关闭后,线程池释放占用的资源,包括线程、任务队列等。
future了解吗? 说说completableFuture
是的,我了解 Future
和 CompletableFuture
。
Future
是 Java 中用于表示异步计算结果的接口,它提供了一种获取异步计算结果的机制。通过 Future
,我们可以提交一个任务给线程池执行,并在稍后获取任务的执行结果。
CompletableFuture
是 Future
的一个扩展,它提供了更强大和灵活的异步编程功能。相比于传统的 Future
,CompletableFuture
支持更多的操作,例如可以在计算完成后触发回调、组合多个 CompletableFuture
、处理异常等。
CompletableFuture
主要有以下特点和用法:
- 异步计算:
CompletableFuture
支持异步计算,可以在一个单独的线程或线程池中执行任务。 - 链式操作:
CompletableFuture
支持链式操作,可以通过一系列方法来对异步计算的结果进行处理,例如thenApply()
、thenAccept()
、thenCompose()
等。 - 组合操作:
CompletableFuture
提供了多种组合操作,例如thenCombine()
、thenAcceptBoth()
、runAfterBoth()
等,用于组合多个CompletableFuture
的结果。 - 异常处理:
CompletableFuture
支持异常处理,可以通过exceptionally()
方法来处理异步计算过程中的异常。 - 等待完成:
CompletableFuture
提供了join()
和get()
方法来等待计算结果完成,并获取结果。 - 回调机制:
CompletableFuture
支持回调机制,可以通过thenApplyAsync()
、thenAcceptAsync()
等方法在计算完成后触发回调。 - 超时处理:
CompletableFuture
提供了completeOnTimeout()
方法来处理计算超时的情况。
CompletableFuture
提供了丰富的异步编程功能,使得在 Java 中进行异步计算和处理更加方便和灵活。它是 Java 异步编程的重要工具之一,被广泛应用于并发编程、异步 IO、并行计算等场景。
说说redis?
Redis(Remote Dictionary Server)是一个开源的内存中数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。以下是 Redis 的一些主要特点和用途:
- 内存存储:Redis 将数据存储在内存中,因此读写速度非常快。它支持多种数据结构,如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。
- 持久化:Redis 提供了两种持久化方式,分别是快照(Snapshotting)和日志(Append-Only File)。快照是将数据以快照的方式写入磁盘,而日志则是将命令追加到一个只追加文件中。这两种方式可以同时使用,以提供更好的数据持久化和数据恢复能力。
- 复制:Redis 支持主从复制,可以将数据从一个 Redis 服务器复制到多个从服务器,以提高读取性能和可用性。
- 高可用性:Redis 提供了 Sentinel 和 Cluster 两种方式来实现高可用性。Sentinel 是 Redis 的官方高可用性解决方案,它可以监控 Redis 服务器的状态,并在主服务器宕机时自动切换到从服务器。Cluster 则是 Redis 的分布式解决方案,它将数据分片存储在多个节点上,以提高可用性和扩展性。
- 数据结构丰富:Redis 支持多种数据结构,如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等,可以满足不同场景下的需求。
- 发布/订阅:Redis 支持发布/订阅模式,可以实现消息的发布和订阅,用于构建实时消息系统和事件驱动架构。
- 事务:Redis 支持事务,可以将多个命令组合成一个事务进行执行,以确保这些命令要么全部执行成功,要么全部执行失败。
- 高性能:由于 Redis 将数据存储在内存中,因此具有非常高的读写性能,适合于对读写性能要求较高的场景,如缓存、计数器、排行榜等。
Redis 是一个功能丰富、高性能的内存中数据结构存储系统,被广泛应用于缓存、会话存储、消息队列、实时统计分析等各种场景。
redis线程模型 6.0之前和6.0之后区别?什么时候单线程什么时候多线程? 为什么要这么用?
在 Redis 中,线程模型在 6.0 之前和 6.0 之后有所不同。
Redis 6.0 之前的线程模型:
在 Redis 6.0 之前,Redis 是一个单线程模型,即所有的命令都由单个线程来处理。这个线程通常称为主线程或事件循环线程。主要特点包括:
- 单线程:所有的客户端请求都由一个线程来处理。
- 阻塞式 I/O:主线程采用阻塞式 I/O 模型,即在进行网络通信时会阻塞等待数据的读取或写入。
- 非阻塞式事件轮询:主线程使用非阻塞式事件轮询机制,能够同时处理多个客户端连接。
Redis 6.0 之后的线程模型:
Redis 6.0 引入了多线程 I/O 模型,主要特点包括:
- 多线程 I/O:Redis 6.0 之后支持多个 I/O 线程,这些线程用于处理网络 I/O 操作。
- 主线程:仍然存在一个主线程,用于处理命令的解析和执行,以及一些后台任务的处理。
- I/O 线程池:I/O 线程池用于处理网络通信的读写操作,以提高 I/O 效率。
单线程和多线程的选择:
- 单线程:适用于 CPU 资源有限,但并发连接数较少的场景,例如小型应用或者对实时性要求不高的应用。
- 多线程:适用于高并发连接的场景,例如大型应用或者对实时性要求较高的应用。多线程模型可以充分利用多核 CPU 的性能,并且能够更好地处理大量的并发请求。
为什么要这么使用?
- 单线程模型的优点是简单高效,适用于小规模应用或对并发要求不高的应用。
- 多线程模型的优点是能够更好地利用多核 CPU 的性能,适用于高并发的大规模应用,能够提供更好的性能和扩展性。
选择单线程还是多线程取决于应用的需求和场景,需要根据实际情况进行选择。
hashmap与concurrenthashma的原理与区别
HashMap 原理与特点:
- 原理: HashMap 是基于哈希表的数据结构,它使用键值对(key-value pairs)存储数据。它通过将键映射到存储桶(buckets)来实现快速查找。存储桶是一个链表数组,每个链表又称为一个桶。当要在 HashMap 中存储一个键值对时,HashMap 会先计算键的哈希码,然后将键值对存储到相应的桶中。
- 特点:
- HashMap 不是线程安全的,不适合在并发环境下使用。
- 它允许 null 键和 null 值。
- HashMap 的迭代顺序不保证有序,即元素的顺序可能不同于插入顺序。
- 在哈希碰撞(Hash Collision)的情况下,即多个键映射到相同的桶时,HashMap 使用链表(Java 8 之前)或者红黑树(Java 8 及以后)来解决冲突。
ConcurrentHashMap 原理与特点:
- 原理: ConcurrentHashMap 也是基于哈希表的数据结构,但它是线程安全的 HashMap 的替代品。它通过分段锁(Segment Locking)来实现线程安全。ConcurrentHashMap 将哈希表分成了多个段(Segments),每个段相当于一个小的 HashMap,它们独立地加锁。这样,当多个线程访问 ConcurrentHashMap 时,只有位于不同段的数据才可能会发生竞争,而位于同一个段的数据可以并发访问,从而提高了并发访问性能。
- 特点:
- ConcurrentHashMap 是线程安全的,适合在并发环境下使用。
- 与 HashMap 不同,ConcurrentHashMap 不允许 null 键和 null 值。
- ConcurrentHashMap 采用了分段锁的机制来提高并发性能,但这也意味着在某些情况下,它的性能可能略低于 HashMap,特别是在只有少数线程访问时。
区别总结:
- 线程安全性: HashMap 不是线程安全的,而 ConcurrentHashMap 是线程安全的。
- null 键/值处理: HashMap 允许 null 键和 null 值,而 ConcurrentHashMap 不允许。
- 并发控制: ConcurrentHashMap 使用了分段锁的机制来提高并发访问性能,而 HashMap 没有这种机制,需要在多线程环境下进行额外的同步控制。
- 性能: 在高并发环境下,ConcurrentHashMap 可以提供更好的性能,但在低并发情况下,由于额外的并发控制开销,HashMap 有时可能会更快一些。
总的来说,如果需要在多线程环境下使用,或者需要保证操作的原子性和线程安全性,就应该选择 ConcurrentHashMap。而如果是在单线程环境下,或者可以进行适当的同步控制,而且需要允许 null 键和 null 值,就可以选择 HashMap。
concurrenthashmap jdk1.7与1.8中锁的区别以及如何实现?
在 Java 中,ConcurrentHashMap
是一个线程安全的哈希表实现,它允许多个线程同时对其进行读取和部分写入操作而不需要额外的同步。在 JDK 1.7 和 JDK 1.8 中,ConcurrentHashMap
的锁实现有所不同。
JDK 1.7 中的 ConcurrentHashMap
锁实现:
在 JDK 1.7 中,ConcurrentHashMap
使用了分段锁(Segment Locking)来保证线程安全。具体实现方式如下:
ConcurrentHashMap
内部维护了一个Segment
数组,每个Segment
就是一个哈希表,拥有自己的锁。Segment
数组的长度默认为 16,可以通过构造函数指定,每个Segment
中包含了若干个哈希桶。ConcurrentHashMap
中的每个键值对都被分配到一个特定的Segment
中。- 当对某个键值对进行读写操作时,只会锁住对应
Segment
中的那个锁,而不会锁住整个ConcurrentHashMap
。
JDK 1.8 中的 ConcurrentHashMap
锁实现:
在 JDK 1.8 中,ConcurrentHashMap
的锁实现发生了改变,引入了基于 CAS(Compare and Swap)操作的锁(称为 synchronized-CAS),具体实现方式如下:
ConcurrentHashMap
中不再使用Segment
数组,而是直接使用Node
数组来存储键值对。- 每个
Node
中都包含了一个synchronized
关键字修饰的锁,用于对该节点进行同步。 - 在进行写入操作时,首先会尝试使用 CAS 操作来更新节点的值,如果失败,则会使用锁来进行同步。
- 读取操作则不需要加锁,因为 JDK 1.8 中对
ConcurrentHashMap
进行了优化,可以通过 volatile 和 CAS 来保证读取的一致性。
如何实现:
- JDK 1.7 中的分段锁实现可以通过
ReentrantLock
或者synchronized
关键字来实现,以保证对Segment
的同步访问。 - JDK 1.8 中的基于 CAS 的锁实现是通过对节点的
synchronized
锁来实现的,保证对每个节点的同步访问。
总的来说,JDK 1.8 中的 ConcurrentHashMap
锁实现更加精细,基于 CAS 的锁机制能够更好地利用硬件的并发特性,提高了并发性能。
Spring与SpringBoot的关系
Spring 和 Spring Boot 是两个相关但又不同的项目,它们之间的关系可以理解为 Spring Boot 是建立在 Spring Framework 的基础之上的。
Spring Framework:
Spring Framework 是一个开源的 Java 平台应用程序框架,最初由 Rod Johnson 在 2003 年创建。它提供了广泛的基础设施支持,包括依赖注入(Dependency Injection)、面向切面编程(Aspect Oriented Programming)、事务管理(Transaction Management)等,用于构建企业级应用程序。Spring Framework 的核心模块包括 Spring Core、Spring Context、Spring AOP、Spring DAO、Spring ORM 等。
Spring Framework 提供了强大的功能,但配置繁琐,需要开发人员手动配置大量的 XML 或 Java 代码来进行项目配置和启动。
Spring Boot:
Spring Boot 是由 Pivotal 团队在 Spring Framework 基础上开发的一个快速开发、简化配置的框架,旨在帮助开发者快速构建基于 Spring 的应用程序。Spring Boot 提供了自动配置(Auto-configuration)、约定优于配置(Convention over Configuration)、快速启动(Spring Boot Starter)、嵌入式 Web 服务器(Embedded Web Server)等功能,大大简化了 Spring 应用程序的开发和部署。
Spring Boot 提供了很多 Starter 模块,这些 Starter 模块提供了预配置的依赖项,使得开发者可以轻松地添加对常见库和框架的支持,如 Spring MVC、Spring Data、Spring Security 等,而无需手动配置。
关系:
Spring Boot 是建立在 Spring Framework 的基础之上的,它利用了 Spring Framework 提供的各种功能,并在此基础上做了进一步的封装和简化,使得开发者可以更快速、更轻松地开发基于 Spring 的应用程序。
因此,可以将 Spring Boot 看作是 Spring Framework 的增强版,它简化了 Spring 应用程序的开发和部署过程,提高了开发效率,降低了配置的复杂性,同时保留了 Spring Framework 强大的功能和灵活性。
Spring常用注解 、SpringBoot常用注解
下面是 Spring 和 Spring Boot 中常用的注解:
Spring 常用注解:
- @Autowired: 自动装配,用于自动连接 Spring 容器中的 Bean。
- @Component: 表示一个受 Spring 管理的组件,通常用于标记业务逻辑层(Service)、持久层(Repository)和控制器层(Controller)等。
- @Controller: 表示一个控制器类,处理用户请求,常用于 Spring MVC 中。
- @Service: 表示一个服务类,通常用于标记业务逻辑层的组件。
- @Repository: 表示一个数据访问组件,通常用于标记持久层(DAO)组件。
- @Configuration: 用于定义配置类,通常与 @Bean 结合使用,替代 XML 配置。
- @Bean: 用于声明一个 Bean,并将其交由 Spring 容器管理。
- @RequestMapping: 定义请求的 URL 映射。
- @RequestParam: 用于将请求参数绑定到方法参数上。
- @ResponseBody: 将方法返回的对象直接写入 HTTP 响应体中。
Spring Boot 常用注解:
- @SpringBootApplication: Spring Boot 应用的入口注解,包含了 @Configuration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan。
- @RestController: 表示一个控制器类,处理 RESTful 请求,相当于 @Controller 和 @ResponseBody 的结合。
- @RequestMapping: 定义请求的 URL 映射。
- @GetMapping、@PostMapping、@PutMapping、@DeleteMapping: 分别表示 HTTP 的 GET、POST、PUT、DELETE 请求。
- @RequestParam、@PathVariable: 分别用于绑定请求参数和路径参数。
- @Autowired: 自动装配,用于自动连接 Spring 容器中的 Bean。
- @ComponentScan: 扫描指定包及其子包下的组件。
- @ConfigurationProperties: 用于将配置文件中的属性值绑定到 JavaBean 中。
- @EnableAutoConfiguration: 启用 Spring Boot 的自动配置功能。
- @SpringBootTest: 用于启动 Spring Boot 的测试环境。
这些注解是 Spring 和 Spring Boot 开发中常用的核心注解,能够帮助开发者更轻松地构建和管理应用程序。
Spring自动装配原理
Spring 的自动装配(Autowired)原理基于依赖注入(Dependency Injection,DI)和反射机制。在 Spring 容器启动时,会扫描指定的包或配置文件,然后通过反射机制实例化相应的类,并自动装配它们之间的依赖关系。
以下是 Spring 自动装配的工作原理:
- 组件扫描:Spring 容器会根据配置扫描指定的包路径,或者通过注解扫描指定的注解(如
@ComponentScan
)。 - 候选 Bean 的注册:扫描到的类会被注册到 Spring 容器中,并且根据类上的注解(如
@Component
、@Service
、@Repository
等)以及配置的其他条件,将其注册为 Bean。 - 依赖查找:Spring 容器会检查每个 Bean 的依赖关系,并且尝试在容器中查找匹配的 Bean。这个过程可以通过构造函数注入、属性注入或者方法注入来实现。
- 自动装配:一旦找到了匹配的依赖,Spring 就会自动将依赖注入到目标 Bean 中。自动装配可以通过
@Autowired
注解或者在 XML 配置文件中使用autowire
属性来实现。 - 依赖注入:找到了匹配的依赖后,Spring 会将依赖注入到目标 Bean 中,以完成 Bean 的初始化工作。
Spring 支持多种自动装配的方式,包括 byName、byType、constructor、autodetect 等,开发者可以根据具体情况选择合适的自动装配方式。
Spring 的自动装配原理基于依赖注入和反射机制,通过扫描、注册、查找和注入等步骤实现 Bean 之间的自动装配。这种自动装配的方式可以简化配置,提高开发效率,同时也能够更好地实现松耦合的设计。
MySQL索引工作原理
MySQL 中常用的索引结构是 B+Tree(B-Tree 的变种)。
- B+Tree 索引结构:
MySQL 中常用的索引结构是 B+Tree,它是 B-Tree 的变种,具有以下特点:
- 所有数据都存储在叶子节点中,非叶子节点只存储索引键值和指向子节点的指针。
- 叶子节点之间使用指针连接,形成一个有序链表,使得范围查询更高效。
- 非叶子节点的键值也存储在叶子节点中,这样可以减少非叶子节点的大小,提高存储效率。
- 索引的创建:
在 MySQL 中,可以使用
CREATE INDEX
或ALTER TABLE
语句创建索引。创建索引后,MySQL 会根据指定的索引键值来构建 B+Tree 索引结构,将索引文件保存在磁盘上。 - 索引的使用: 当执行查询语句时,MySQL 查询优化器会根据查询条件和索引的选择性来决定是否使用索引。如果查询条件中包含索引列,并且索引的选择性高(即唯一性高),MySQL 就会选择使用索引。查询优化器会根据查询条件、索引的键值范围和表的统计信息来估算使用索引的代价,从而决定使用哪个索引或者是否使用索引。
- 索引的查询: 当使用索引进行查询时,MySQL 会从 B+Tree 索引的根节点开始,根据查询条件依次遍历索引节点,找到满足条件的叶子节点。如果是覆盖索引(Covering Index),即索引包含了查询所需的所有列,MySQL 可以直接从索引中获取数据;否则,MySQL 需要根据叶子节点中的指针值到主键索引或者数据文件中获取完整的数据行。
- 索引的维护: 当对表进行插入、更新或删除操作时,MySQL 需要更新相应的索引以保持数据一致性。插入操作会在索引树中添加新的键值节点;更新操作会更新相应的键值节点;删除操作会从索引树中删除相应的键值节点。为了保持 B+Tree 索引的平衡,MySQL 会在需要时进行索引的重建或者重新平衡操作。
MySQL 索引通过 B+Tree 索引结构,根据键值顺序组织数据,通过快速定位到指定的数据行,从而提高查询性能。索引的创建、使用和维护都是基于 B+Tree 索引结构和查询优化器的工作原理。
b树与b+树底层与区别
B树(B-tree)和B+树(B+-tree)是常用于数据库和文件系统等领域的平衡查找树数据结构,它们在底层实现和特点上有一些区别。
B树(B-tree):
- 底层实现:B树的每个节点通常包含多个键值对,并且有多个子节点。每个节点的键值对按照键的顺序排列,且子节点的数量与键值对的数量相差不多。B树的节点通常存储在磁盘中,并且节点的大小被设计为页的大小,以减少磁盘I/O次数。
- 节点结构:B树的节点包含键值对和指向子节点的指针。每个节点中的键值对按照键的顺序排列,且子节点的指针按照对应的键值对的顺序排列。
- 查找方式:B树的查找方式类似于二分查找,通过节点中的键值对来确定子节点的范围,然后在子节点中进行递归查找。
- 特点:B树的每个节点都存储键值对,并且所有的键值对都存在于叶子节点中。B树的每个节点中都包含指向子节点的指针,以支持范围查找和高效的插入、删除操作。
B+树(B+-tree):
- 底层实现:B+树的内部节点仅存储键值,而不存储数据。所有的数据都存储在叶子节点中。叶子节点通过链表连接在一起,形成了一个有序的链表。
- 节点结构:B+树的内部节点仅包含键值,不包含数据。叶子节点包含键值和对应的数据。
- 查找方式:B+树的查找方式与B树类似,但是由于数据只存储在叶子节点中,因此查找的目标都是叶子节点。
- 特点:B+树的内部节点不存储数据,只存储键值,因此内部节点可以存储更多的键值对。叶子节点通过链表连接在一起,形成了一个有序的链表,支持范围查找。
区别总结:
- 节点结构:B树的每个节点包含键值对和指向子节点的指针,而B+树的内部节点仅包含键值,不包含数据。
- 数据存储:B树的所有键值对都存在于叶子节点中,而B+树的数据仅存储在叶子节点中。
- 查找方式:B树和B+树的查找方式类似,但是B+树的内部节点不存储数据,只存储键值,因此查找的目标都是叶子节点。
B树和B+树在底层实现和特点上有一些区别,但它们都是用于数据库和文件系统等领域的平衡查找树数据结构,用于支持高效的范围查找和数据的插入、删除等操作。B+树相比于B树在范围查找和顺序访问方面更加高效。
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