• MySQL 常见的开放性问题


    有一个超级大表,如何优化分页查询?

    超级大表的分页优化分有以下两种方式:

    • 数据库层面优化:利用子查询优化超多分页场景,比如:SELECT a.* FROM 表 1 a, (select id from 表 1 where 条件 LIMIT 100000,20 ) b where a.id=b.id ,先快速定位需要获取的 id 段,然后再关联查询。MySQL 并不是跳过 offset 行,而是取 offset+N 行,然后返回放弃前 offset 行,返回 N 行,那当 offset 特别大的时候,效率就非常的低下,要么控制返回的总页数,要么对超过特定阈值的页数进行 SQL 改写,利用子查询先快速定位需要获取的 id 段,然后再关联查询,就是对分页进行 SQL 改写的具体实现;
    • 程序层面优化:可以利用缓存把查询的结果缓存起来,这样再下一次查询的时候性能就非常高了。

    线上修改表结构有哪些风险?

    线上修改表结构有可能 MySQL 服务器阻塞,因为在执行 DML(select、update、delete、insert)操作时,会给表增加一个元数据锁,这个元数据锁是为了保证在查询期间表结构不会被修改,而执行修改表结构时,必须要等待元数据锁完成之后才能执行,这就可能造成数据库服务器的阻塞。

    在 MySQL 5.6 开始提供了 online ddl 功能,允许一些 DDL(create table/view/index/syn/cluster)语句和 DML 语句并发,在 5.7 版本对 online ddl 又有了增强,这使得大部分 DDL 操作可以在线进行,详见:https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-create-index-overview.html
    这使得在线上修改表结构的风险变的更大,如果在业务开发过程中必须在线修改表结构,可以参考以下方案:

    • 尽量在业务量小的时间段进行;
    • 查看官方文档,确认要做的表修改可以和 DML 并发,不会阻塞线上业务;
    • 推荐使用 percona 公司的 pt-online-schema-change 工具,该工具被官方的 online ddl 更为强大,它的基本原理是:通过 insert...select... 语句进行一次全量拷贝,通过触发器记录表结构变更过程中产生的增量,从而达到表结构变更的目的。比如,要对 A 表进行变更,它的主要流程为:

    1)创建目的表结构的空表 A_new;

    2)在A表上创建触发器,包括增、删、改触发器;

    3)通过 insert...select...limit N 语句分片拷贝数据到目的表;

    4)Copy完成后,将 A_new 表 rename 到 A 表。

    查询长时间不返回可能是什么原因?应该如何处理?

    查询速度慢的原因很多,常见如下几种: 1)查询字段没有索引或者没有触发索引查询,没有触发索引查询的情况如下: 不会使用索引的情况如下:

    • 以 % 开头的 like 查询不会使用 b-tree 索引;
    • 数据类型出现隐式转换时不会使用索引,比如,某列是 varchar 类型,却使用了columnname=1 的查询语句,这是不会使用索引,正确触发索引的查询语句为:columnname='1' ;
    • 不符合最左前缀原则;
    • 如果查询条件有 or 分割,or 前面的使用索引,or 后面的未使用索引,则不会使用索引,因为即使 or 之前的使用了索引,但是 or 之后的也需要全表查询,索引就忽略索引,直接全表查询;
    • 如果 MySQL 认为使用索引会比全表查询更慢,则不会使用索引。

    2)I/O 压力大,读取磁盘速度变慢。 3)内存不足 4)网络速度慢 5)查询出的数据量过大,可以采用多次查询或其他的方法降低数据量 6)死锁,一般碰到这种情况的话,大概率是表被锁住了,可以使用 show processlist; 命令,看看 SQL 语句的状态,再针对不同的状态做相应的处理。

    其中,当 State 列值为 Locked 时,表示被锁定。 其它关于查看死锁的命令: a)查看当前的事务:

    select * from informationschema.innodbtrx;
    

    b)查看当前锁定的事务:

    select * from informationschema.innodblocks;
    

    c)查看当前等锁的事务

    select * from informationschema.innodblock_waits;
    

    以上问题的解决方案如下:

    1)正确创建和使用索引。 2)把数据、日志、索引放到不同的 IO 设备上,减少主数据库的 IO 操作。更换 MySQL 的磁盘为固态硬盘,以提高磁盘的 IO 性能。 3)升级内存,更换更大的内存。 4)提升网速,升级带宽。 5)用 Profiler 来跟踪查询,得到查询所需的时间,找出有问题的 SQL 语句,优化 SQL。 6)查询时值返回需要的字段。 7)设置死锁的超时时间,限制和避免死锁消耗过多服务器的资源。 8)尽量少用视图,它的效率低,对视图操作比直接对表操作慢,可以用存储过程来代替视图。不要用视图嵌套,嵌套视图增加了寻找原始数据的难度。

    MySQL主从延迟的原因有哪些?

    主从延迟可以根据 MySQL 提供的命令判断,比如,在从服务器使用命令: show slave status;,其中 SecondsBehindMaster 如果为 0 表示主从复制状态正常。 导致主从延迟的原因有以下几个:

    • 主库有大事务处理;
    • 主库做大量的增、删、改操作;
    • 主库对大表进行字段新增、修改或添加索引等操作;
    • 主库的从库太多,导致复制延迟。从库数量一般 3-5 个为宜,要复制的节点过多,导致复制延迟;
    • 从库硬件配置比主库差,导致延迟。查看 Master 和 Slave 的配置,可能因为从库的配置过低,执行时间长,由此导致的复制延迟时间长;
    • 主库读写压力大,导致复制延迟;
    • 从库之间的网络延迟。主从库网卡、网线、连接的交换机等网络设备都可能成为复制的瓶颈,导致复制延迟,另外跨公网主从复制很容易导致主从复制延迟。

    如何保证数据不被误删?

    保证数据不被误删的方法如下列表:

    • 权限控制与分配(数据库和服务器权限)
    • 避免数据库账号信息泄露,在生产环境中,业务代码不要使用明文保存数据库连接信息;
    • 重要的数据库操作,通过平台型工具自动实施,减少人工操作;
    • 部署延迟复制从库,万一误删除时用于数据回档,且从库设置为 read-only;
    • 确认备份制度及时有效;
    • 启用 SQL 审计功能,养成良好 SQL 习惯;
    • 启用 sqlsafeupdates 选项,不允许没 where 条件的更新/删除;
    • 将系统层的 rm 改为 mv;
    • 线上不进行物理删除,改为逻辑删除(将 row data 标记为不可用);
    • 启用堡垒机,屏蔽高危 SQL;
    • 降低数据库中普通账号的权限级别;
    • 开启 binlog,方便追溯数据。

    MySQL服务器 CPU 飙升应该如何处理?

    使用 show full processlist; 查出慢查询,为了缓解数据库服务器压力,先使用 kill 命令杀掉慢查询的客户端,效果如下:

    然后再去项目中找到执行慢的 SQL 语句进行修改和优化。

    MySQL 毫无规律的异常重启,可能产生的原因是什么?该如何解决?

    可能是积累的长连接导致内存占用太多,被系统强行杀掉导致的异常重启,因为在 MySQL 中长连接在执行过程中使用的临时内存对象,只有在连接断开的时候才会释放,这就会导致内存不断飙升,解决方案如下:

    • 定期断开空闲的长连接;
    • 如果是用的是 MySQL 5.7 以上的版本,可以定期执行 mysqlresetconnection 重新初始化连接资源,这个过程会释放之前使用的内存资源,恢复到连接刚初始化的状态。

    如何实现一个高并发的系统?

    这道面试题涉及的知识点比较多,主要考察的是面试者的综合技术能力。高并发系统的设计手段有很多,主要体现在以下五个方面。

    1)前端优化

    ① 静态资源缓存:将活动页面上的所有可以静态的元素全部静态化,尽量减少动态元素;通过 CDN、浏览器缓存,来减少客户端向服务器端的数据请求。 ② 禁止重复提交:用户提交之后按钮置灰,禁止重复提交。 ③ 用户限流:在某一时间段内只允许用户提交一次请求,比如,采取 IP 限流。

    2)中间层负载分发

    可利用负载均衡,比如 nginx 等工具,可以将并发请求分配到不同的服务器,从而提高了系统处理并发的能力。 nginx 负载分发的五种方式:

    ① 轮询(默认) 每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器不能正常响应,nginx 能自动剔除故障服务器。 ② 按权重(weight) 使用 weight 参数,指定轮询几率,weight 和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况,配置如下:

    upstream backend { 
        server 192.168.0.14 weight=10; 
        server 192.168.0.15 weight=10; 
    }
    

    ③ IP 哈希值(ip_hash) 每个请求按访问 IP 的哈希值分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器,可以解决 session 共享的问题,配置如下:

    upstream backend { 
        ip_hash; 
        server 192.168.0.14:88; 
        server 192.168.0.15:80; 
    }
    

    ④ 响应时间(fair) 按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配,配置如下:

    upstream backend { 
        fair; 
        server server1.com; 
        server server2.com; 
    }
    

    ⑤ URL 哈希值(url_hash) 按访问 url 的 hash 结果来分配请求,和 IP 哈希值类似。

    upstream backend {
        hash $request_uri;
        server server1.com; 
        server server2.com;   
    }
    

    3)控制层(网关层)

    限制同一个用户的访问频率,限制访问次数,防止多次恶意请求。

    4)服务层

    ① 业务服务器分离:比如,将秒杀业务系统和其他业务分离,单独放在高配服务器上,可以集中资源对访问请求抗压。 ② 采用 MQ(消息队列)缓存请求:MQ 具有削峰填谷的作用,可以把客户端的请求先导流到 MQ,程序在从 MQ 中进行消费(执行请求),这样可以避免短时间内大量请求,导致服务器程序无法响应的问题。 ③ 利用缓存应对读请求,比如,使用 Redis 等缓存,利用 Redis 可以分担数据库很大一部分压力。

    5)数据库层

    ① 合理使用数据库引擎 ② 合理设置事务隔离级别,合理使用事务 ③ 正确使用 SQL 语句和查询索引 ④ 合理分库分表 ⑤ 使用数据库中间件实现数据库读写分离 ⑥ 设置数据库主从读写分离

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