MySQL 知识点详解（索引、存储引擎、事务、锁机制、优化）

一、存储引擎

1. InnoDB vs MyISAM

特性	InnoDB	MyISAM
事务支持	✅ ACID 事务支持	❌ 不支持事务
锁机制	行级锁（默认）、表级锁、间隙锁	表级锁（读锁/写锁）
外键约束	✅ 支持	❌ 不支持
崩溃恢复	✅ Redo/Undo Log 保证数据恢复	❌ 需手动修复表
全文索引	✅（5.6+版本）	✅ 原生支持
适用场景	高并发读写、OLTP（如电商、支付）	读多写少、静态数据（如日志、报表）
文件结构	.ibd（数据+索引）	.frm（表结构）、.MYD（数据）、.MYI（索引）

核心区别：

• 事务与锁粒度：InnoDB 通过行级锁和 MVCC 支持高并发，MyISAM 表锁在写入时阻塞其他操作。
• 数据完整性：InnoDB 支持外键约束和崩溃自动恢复，MyISAM 无此功能。

2. 其他存储引擎

• MEMORY：数据存储在内存中，读写极快但重启丢失，适用于临时表或缓存。
• ARCHIVE：压缩存储历史数据，适合归档场景，不支持索引。

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二、事务与隔离级别

1. ACID 特性

• 原子性（Undo Log）：事务操作要么全成功，要么全失败。
• 一致性：事务前后数据满足完整性约束（如主键唯一）。
• 隔离性（MVCC + 锁）：通过隔离级别控制并发事务的可见性。
• 持久性（Redo Log）：事务提交后数据持久化到磁盘。

2. 隔离级别与问题

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读	实现方式
读未提交	✅	✅	✅	无锁
读已提交 (RC)	❌	✅	✅	MVCC + 行锁
可重复读 (RR)	❌	❌	❌（InnoDB 通过间隙锁解决）	MVCC + 间隙锁
串行化	❌	❌	❌	表级锁

高频问题：

• 幻读：InnoDB 通过 间隙锁（Gap Lock）和 Next-Key Lock 在 RR 级别下解决。
• MVCC：通过事务版本链和 ReadView 实现非锁定读，减少锁冲突。

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三、锁机制

1. 锁类型

分类维度	类型	说明
操作粒度	表锁	锁定整张表（MyISAM 默认），并发度低。
	行锁	锁定单行数据（InnoDB 默认），并发度高，但可能死锁。
锁模式	共享锁（S锁）	允许其他事务读，阻止写操作（SELECT ... LOCK IN SHARE MODE）。
	排他锁（X锁）	阻止其他事务读写（SELECT ... FOR UPDATE）。
锁范围	间隙锁	锁定索引记录的间隙，防止插入（解决幻读）。
	意向锁	表级锁，用于快速判断表中是否存在行锁（IS/IX 锁）。

2. 锁优化建议

• InnoDB：
  • 通过索引减少锁范围，避免全表扫描。
  • 控制事务大小，减少锁持有时间。
• MyISAM：
  • 设置 low_priority_updates=1 提升读优先级。
  • 启用并发插入（concurrent_insert=1）减少写阻塞。

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四、数据库优化

1. SQL 优化

• 索引优化：
  • 避免 SELECT *，使用覆盖索引减少回表。
  • 联合索引遵循最左前缀原则。
• 查询优化：
  • 避免 LIKE '%前缀'，改用全文索引或倒排索引。
  • 拆分复杂查询，减少临时表使用。

2. 架构优化

• 读写分离：主库处理写操作，从库处理读操作。
• 分库分表：按业务或数据量分片（如水平分表）。
• 缓存策略：使用 Redis 缓存热点数据，减少数据库压力。

3. 设计优化

• 字段类型：优先使用整型、ENUM 替代字符串，减少存储空间。
• 避免 NULL：NULL 增加查询复杂度，尽量设置默认值。

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五、高频面试题

1. InnoDB 如何解决幻读？

   • RR 隔离级别下，通过 间隙锁 锁定索引范围，阻止其他事务插入新数据。

2. 什么是 MVCC？

   • 多版本并发控制，通过事务版本链和 ReadView 实现非锁定读，减少锁冲突。

3. 如何避免死锁？

   • 按固定顺序访问资源，减少事务粒度，设置合理的超时时间。

4. 索引失效的常见场景？

   • 对索引列使用函数或运算，OR 连接非索引列，隐式类型转换。

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六、扩展知识

• 日志系统：
  • Binlog：用于主从复制和数据恢复（逻辑日志）。
  • Redo Log：保证事务持久性（物理日志）。
  • Undo Log：保证事务原子性（逻辑日志）。
• 高并发设计：
  • 限流降级、消息队列异步处理、分布式锁。

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总结：MySQL 面试需重点掌握存储引擎、事务隔离、锁机制及优化策略。建议结合实践场景理解理论，并通过 EXPLAIN 分析 SQL 执行计划深化理解。