数据库基础面试第四弹

1. Redis的数据结构有哪些

1. 字符串（String）：
字符串是Redis最基本的数据结构。它可以存储任意类型的数据，包括文本、整数或二进制数据。字符串类型的值最大可以达到512MB。

SET name "John"
GET name
```
将字符串"John"存储在键名为"name"的字符串类型数据结构中，并通过GET命令获取它。

2. 列表（List）：

列表是一个有序的字符串集合。它允许在列表的两端进行元素的插入和删除操作，支持按照索引获取元素，还提供了一些其他操作如获取子列表、插入元素等。

LPUSH fruits "apple"
LPUSH fruits "banana"
LRANGE fruits 0 -1
```
使用LPUSH命令将"apple"和"banana"两个字符串插入名为"fruits"的列表中，然后使用LRANGE命令获取整个列表的元素。

3. 集合（Set）：
集合是一个无序的、唯一的元素集合。它支持添加、删除和检查元素的操作，还提供了集合的并、交、差等操作。

SADD tags "redis"
SADD tags "database"
SMEMBERS tags
```
使用SADD命令将"redis"和"database"两个字符串添加到名为"tags"的集合中，并使用SMEMBERS命令获取集合中的所有元素。

4. 有序集合（Sorted Set）：

有序集合是一个有序的、唯一的元素集合。每个元素都会关联一个分数（score），用于排序。可以对有序集合中的元素按照分数范围或成员进行查询。

ZADD leaderboard 1000 "player1"
ZADD leaderboard 800 "player2"
ZRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES
```
使用ZADD命令将"player1"和"player2"两个玩家以分数1000和800的形式添加到名为"leaderboard"的有序集合中，并使用ZRANGE命令按照分数范围获取有序集合中的所有元素及其分数。　　

5. 哈希（Hash）：
哈希是一个键值对集合。在Redis中，每个哈希可以存储多个字段和对应的值。哈希适用于存储对象，可以像操作数据库中的行一样对哈希进行存取操作。

HSET user:id1 name "Alice"
HSET user:id1 age 25
HGETALL user:id1
```
使用HSET命令将"name"字段设为"Alice"、"age"字段设为25，并使用HGETALL命令获取名为"user:id1"的哈希中的所有字段和对应的值。

2. Redis 中的缓存雪崩，击穿，穿透是什么

缓存雪崩（Cache Avalanche）：

缓存雪崩指的是在某个时间点，缓存中大量的数据同时过期或失效，导致大量的请求直接访问后端数据库。这会导致数据库负载突然增加，引起数据库性能问题，甚至导致数据库崩溃。

原因：

　　缓存数据设置了相同的过期时间，一旦这些数据同时过期，会导致大量请求直接访问数据库。

　　缓存服务器宕机或发生故障，无法提供缓存服务。

解决方案：

　　为缓存数据设置随机的过期时间，避免同时失效。

　　使用多级缓存架构，如热点数据预热、使用本地缓存等。

　　监控缓存的健康状况，及时发现故障并修复。

2. 缓存击穿（Cache Breakdown）：

缓存击穿指的是某个热点数据失效时，恰好有大量并发请求同时访问该数据，导致请求直接访问数据库。与缓存雪崩不同的是，缓存击穿只是某个特定的数据失效，而不是所有的缓存数据。

原因：

　　热点数据失效，导致并发请求直接访问数据库。

　　恶意请求或异常情况，针对某个特定的缓存数据进行大量请求。

解决方案：

　　　  使用互斥锁或分布式锁来控制并发请求，只有一个请求能够重新生成缓存数据。

　　　　提前异步更新缓存，避免数据失效时的并发请求。

3. 缓存穿透（Cache Penetration）：

缓存穿透指的是请求访问一个不存在于缓存中的数据，由于缓存无法命中，请求直接访问后端数据库。这可能是恶意请求或者查询不存在的数据。

原因：

　　恶意请求：攻击者故意发送大量的请求，查询不存在的数据，以此来对系统造成压力。

　　查询不存在的数据：应用程序中未对请求的数据进行有效的校验，导致查询不存在的数据。

解决方案：

　　使用布隆过滤器（Bloom Filter）等技术来过滤掉不存在的数据请求。

　　对请求的数据进行有效的校验，如校验请求的参数、ID等，避免查询不存在的数据。

3. 数据库的存储过程是什么

存储过程是一种非常有用的工具。它是一组预定义的数据库操作步骤，被封装在一个可重复使用的单元中，以便在需要时被调用执行。存储过程通常由SQL语句和控制结构（例如条件语句和循环）组成，可以接受输入参数并返回结果。

存储过程的设计思想类似于我们平时做的烹饪食谱。假设你想要做一道红烧肉，你可以编写一个详细的步骤清单，列出从准备食材到最后上桌的所有步骤。每次你想要做红烧肉时，只需按照清单上的步骤逐一执行即可。

在数据库中，存储过程的作用类似于这个烹饪食谱。它允许你定义一个包含一系列数据库操作的过程，例如插入、更新、删除或查询数据。一旦你定义了存储过程，你可以通过简单地调用存储过程的名称来执行其中的操作。

CREATE PROCEDURE GetUsersByAge
    @Age INT
AS
BEGIN
    SELECT Name, Age, Email
    FROM Users
    WHERE Age = @Age
END

在上面的代码中，我们首先使用CREATE PROCEDURE语句创建了一个名为"GetUsersByAge"的存储过程。它接受一个@Age参数，用于指定要查询的年龄。

在存储过程的主体部分，我们使用SELECT语句从"Users"表中选择满足指定年龄的用户信息，并将结果返回。

完成后，我们可以通过以下方式调用这个存储过程：

EXEC GetUsersByAge @Age = 25

4. 视图和表的区别

  表是数据库中的实际对象，用于存储和组织数据，而视图是基于一个或多个表的查询结果构建而成的虚拟表。表存储了实际的数据，而视图仅存储了查询定义。

表可以直接进行数据的增删改查操作，而视图提供了对数据的抽象视图，可以进行筛选、排序、连接等操作，并以表的形式返回结果。此外，

视图还提供了更细粒度的数据安全性和权限控制。

5. count(*) 和count(1) 的区别

COUNT(*)是一种通用的写法，它用于计算满足条件的所有行的数量，包括那些具有NULL值的行。它会对表中的每一行进行计数，不考虑具体的列值。因此，COUNT(*)会扫描整个表，并返回表中的总行数。

COUNT(1)是一种优化的写法，它通过使用常量值1来进行计数。因为每一行都存在一个常量值1，所以COUNT(1)实际上是对每一行进行计数。与COUNT(*)相比，使用COUNT(1)可以稍微提高一点性能，因为它不会关心具体的列值或NULL值，只需简单地计算行的数量。

尽管在大多数情况下，COUNT(*)和COUNT(1)的效果是相同的，但在某些特定数据库中，优化器可能对它们进行不同的优化处理，可能会有微小的性能差异。

6. 索引和主键的区别

　　索引是一种用于提高数据库查询性能的数据结构，它可以加速数据的定位和访问。主键是一种用于标识表中唯一记录的约束，它保证表中每行的唯一性和非空性。索引可以是唯一或非唯一

的，而主键是一种特殊的唯一索引。索引和主键在数据库中起着不同的作用，并且可以根据具体需求和查询优化的需要来选择使用。