Java面试准备之数据库基础

什么是数据库,数据库管理系统,数据库系统,数据库管理员?

• 数据库 :数据库(DataBase简称DB)就是信息的集合或者说数据库是由数据库管理系统管理的数据的集合。
• 数据库管理系统 : 数据库管理系统(Database Management System 简称DBMS)是一种操纵和管理数据库的大型软件，通常用于建立、使用和维护数据库。
• 数据库系统 : 数据库系统(Data Base System，简称DBS)通常由软件、数据库和数据管理员(DBA)组成。
• 数据库管理员 : 数据库管理员(Database Administrator,简称DBA)负责全面管理和控制数据库系统。

数据库分类

从存储介质上分为如下两种：

从存储方式来分：

关于关系型数据库和非关系型数据库的细致划分如下所示：

更多详细讲解参考：数据库介绍及分类

了解数据库的三范式么？

经过研究和对使用中问题的总结，对于设计数据库提出了一些规范，这些规范被称为范式 一般需要遵守下面3范式即可:

• 第一范式（1NF）：强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列。
• 第二范式（2NF）：首先是 1NF，另外包含两部分内容，一是表必须有一个主键；二是没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
• 第三范式（3NF）：首先是 2NF，另外非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。

什么是元组,码,候选码,主码,外码,主属性,非主属性？

• 元组 ： 元组（tuple）是关系数据库中的基本概念，关系是一张表，表中的每行（即数据库中的每条记录）就是一个元组，每列就是一个属性。 在二维表里，元组也称为行。
• 超键：在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。一个属性可以为作为一个超键，多个属性组合在一起也可以作为一个超键。超键包含候选键和主键。
• 码 ：码就是能唯一标识实体的属性，对应表中的列。
• 候选码 ： 若关系中的某一属性或属性组的值能唯一标识一个元组，而其任何子集都不能再标识，则称该属性或属性组为候选码。例如：在学生实体中，“学号”是能唯一的区分学生实体的，同时又假设“姓名”、“班级”的属性组合足以区分学生实体，那么{学号}和{姓名，班级}都是候选码。
• 主码 : 主码也叫主键。主码是从候选码中选出来的。 一个实体集中只能有一个主码，但可以有多个候选码。
• 外码 : 外码也叫外键。如果一个关系中的一个属性是另外一个关系中的主码则这个属性为外码。
• 主属性 ： 候选码中出现过的属性称为主属性。比如关系 工人（工号，身份证号，姓名，性别，部门）.显然工号和身份证号都能够唯一标示这个关系，所以都是候选码。工号、身份证号这两个属性就是主属性。如果主码是一个属性组，那么属性组中的属性都是主属性。
• 非主属性： 不包含在主码中的属性称为非主属性。比如在关系——学生（学号，姓名，年龄，性别，班级）中，主码是“学号”，那么其他的“姓名”、“年龄”、“性别”、“班级”就都可以称为非主属性。

SQL 约束有哪几种？

• NOT NULL: 用于控制字段的内容一定不能为空（NULL）。
• UNIQUE: 控件字段内容不能重复，一个表允许有多个 Unique 约束。
• PRIMARY KEY: 也是用于控件字段内容不能重复，但它在一个表只允许出现一个。
• FOREIGN KEY: 用于预防破坏表之间连接的动作，也能防止非法数据插入外键列，因为它必须是它指向的那个表中的值之一。
• CHECK: 用于控制字段的值范围。

主键与唯一索引的区别？

• 主键在创建时，已经默认为非空值+唯一索引，但是有唯一索引的列不一定是主键；
• 主键不允许为空值，唯一索引列允许空值；
• 一个表只能有一个主键，但是可以有多个唯一索引；
• 主键可以被其他表引用为外键，唯一索引列不可以；
• 主键是一种约束，而唯一索引是一种索引，是表的冗余数据结构，两者有本质的差别
• 在 RBO 模式下，主键的执行计划优先级要高于唯一索引。 两者可以提高查询的速度。

主键和外键有什么区别?

• 主键(主码) ：主键用于唯一标识一个元组，不能有重复，不允许为空。一个表只能有一个主键。
• 外键(外码) ：外键用来和其他表建立联系用，外键是另一表的主键，外键是可以有重复的，可以是空值。一个表可以有多个外键。

什么是ER图？

E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram)，提供了表示实体类型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。

用矩形表示实体型，矩形框内写明实体名；用椭圆表示实体的属性，并用无向边将其与相应的实体型连接起来；用菱形表示实体型之间的联系，在菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1，1:n或m:n）。

下面是一个最常见的ER图，基本上只要讲解ER图就会碰到它。

推荐阅读：https://www.cnblogs.com/helloworld114/p/6511060.html

什么是存储过程？

简单的说，就是一组 SQL 语句集，功能强大，可以实现一些比较复杂的逻辑功能，类似于 JAVA 语言中的方法；存储过程一旦调试完成通过后就能稳定运行，另外，使用存储过程比单纯 SQL 语句执行要快，因为存储过程是预编译过的。

ps:存储过程跟触发器有点类似，都是一组 SQL 集，但是存储过程是主动调用的，且功能比触发器更加强大，触发器是某件事触发后自动调用；

存储过程在互联网公司应用不多，因为存储过程难以调试和扩展，而且没有移植性，还会消耗数据库资源。

推荐阅读：https://www.cnblogs.com/chenpi/p/5136483.html

什么是视图？以及视图的使用场景有哪些？

1. 视图是一个虚拟表，其内容由查询定义。建立在已有表的基础上, 视图赖以建立的这些表称为基表 。
2. 视图具有表结构文件，但不存在数据文件。
3. 一个基表可以有0个或多个视图
4. 视图是存储在数据库中的查询的sql语句，它主要出于两种原因：安全原因，视图可以隐藏一些数据，如：社会保险基金表，可以用视图只显示姓名，地址，而不显示社会保险号和工资数等，另一原因是可使复杂的查询易于理解和使用。

什么是事务？

事务简单来说：一个Session中所进行的所有操作，要么同时成功，要么同时失败。

ACID — 数据库事务正确执行的四个基本要素

• 包含：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。

数据库的乐观锁和悲观锁是什么？

乐观锁和悲观锁是并发控制主要采用的技术手段。

• 悲观锁：假定会发生并发冲突，屏蔽一切可能违反数据完整性的操作

• • 在查询完数据的时候就把事务锁起来，直到提交事务
  • 实现方式：使用数据库中的锁机制

• 乐观锁：假设不会发生并发冲突，只在提交操作时检查是否违反数据完整性。

• • 在修改数据的时候把事务锁起来，通过version的方式来进行锁定
  • 实现方式：使用 version 版本或者时间戳

drop、delete与truncate区别？

用法不同

• drop(丢弃数据): drop table 表名 ，直接将表都删除掉，在删除表的时候使用。
• truncate (清空数据) : truncate table 表名 ，先删表再建表，再插入数据的时候自增长id又从1开始，在清空表中数据的时候使用，会保留分区。
• delete（删除数据） : delete from 表名 where 列名=值，删除某一列的数据，如果不加 where 子句和truncate table 表名作用类似。

truncate 和不带 where 子句的 delete、以及 drop 都会删除表内的数据，但是 truncate 和 delete 只删除数据不删除表的结构(定义)，执行drop语句，此表的结构也会删除，也就是执行 drop 之后对应的表不复存在。

属于不同的数据库语言

truncate 和 drop 属于DDL(数据定义语言)语句，操作立即生效，原数据不放到 rollback segment 中，不能回滚，操作不触发 trigger。而 delete 语句是DML (数据库操作语言)语句，这个操作会放到 rollback segement 中，事务提交之后才生效。

DML 语句和 DDL 语句区别：

• DML 是数据库操作语言（Data Manipulation Language）的缩写，是指对数据库中表记录的操作，主要包括表记录的插入（insert）、更新（update）、删除（delete）和查询（select），是开发人员日常使用最频繁的操作。
• DDL （Data Definition Language）是数据定义语言的缩写，简单来说，就是对数据库内部的对象进行创建、删除、修改的操作语言。它和 DML 语言的最大区别是 DML 只是对表内部数据的操作，而不涉及到表的定义、结构的修改，更不会涉及到其他对象。DDL 语句更多的被数据库管理员（DBA）所使用，一般的开发人员很少使用。

执行速度不同

一般来说:drop>truncate>delete

数据库设计通常分为哪几步?

1. 需求分析 : 分析用户的需求，包括数据、功能和性能需求。
2. 概念结构设计 : 主要采用E-R模型进行设计，包括画E-R图。
3. 逻辑结构设计 : 通过将E-R图转换成表，实现从E-R模型到关系模型的转换。
4. 物理结构设计 : 主要是为所设计的数据库选择合适的存储结构和存取路径。
5. 数据库实施 : 包括编程、测试和试运行
6. 数据库的运行和维护 : 系统的运行与数据库的日常维护。

什么是池化技术？什么是数据库连接池?为什么需要数据库连接池?

池化技术简单点来说，就是提前保存大量的资源，以备不时之需。在机器资源有限的情况下，使用池化技术可以大大的提高资源的利用率，提升性能等。

在编程领域，比较典型的池化技术有：线程池、连接池、内存池、对象池等。

数据库连接本质就是一个 socket 的连接。数据库服务端还要维护一些缓存和用户权限信息之类的 所以占用了一些内存。我们可以把数据库连接池是看做是维护的数据库连接的缓存，以便将来需要对数据库的请求时可以重用这些连接。为每个用户打开和维护数据库连接，尤其是对动态数据库驱动的网站应用程序的请求，既昂贵又浪费资源。在连接池中，创建连接后，将其放置在池中，并再次使用它，因此不必建立新的连接。如果需要使用新的连接，则会建立一个新连接并将其添加到池中。 连接池还减少了用户必须等待建立与数据库的连接的时间。

MySQL有关权限的表都有哪几个

MySQL服务器通过权限表来控制用户对数据库的访问，权限表存放在mysql数据库里，由mysql_install_db脚本初始化。这些权限表分别user，db，table_priv，columns_priv和host。下面分别介绍一下这些表的结构和内容：

• user权限表：记录允许连接到服务器的用户帐号信息，里面的权限是全局级的。
• db权限表：记录各个帐号在各个数据库上的操作权限。
• table_priv权限表：记录数据表级的操作权限。
• columns_priv权限表：记录数据列级的操作权限。
• host权限表：配合db权限表对给定主机上数据库级操作权限作更细致的控制。这个权限表不受GRANT和REVOKE语句的影响。

无限子菜单表结构如何设计

常用的方法有四种：

• 每一条记录存parent_id
• 每一条记录存整个tree path经过的node枚举
• 每一条记录存 nleft 和 nright
• 维护一个表，所有的tree path作为记录进行保存

第一种方法简单明了，表中至少三个字段，id，name 和 父类 id，但是想要查询某个节点的所有父级和子级的时候比较困难，势必需要用到递归。

第四种方法单独维护一个表保存节点之间的关系，基表维护 id 和 name，对照表中维护 基表id，父类或者祖父类 id 以及 level（基表id相较于上级id的层级，比如说基表id相较于自身的 level为0，相较于父级为1，相较于祖父级为2）。

参考文献

树形结构的菜单表设计与查询

如何防止SQL注入

1、使用 ORM 框架，或者使用 PreparedStatement

2、对获取到的参数进行校验，包括正则校验，非法参数校验