1.核心架构：不只是“连接池+存储引擎”--->连接层、服务层、存储引擎层和文件系统层：
连接层：
负责处理客户端连接、授权认证、安全等。
每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程，这个连接的查询都在这个线程中执行。
服务器负责缓存线程，因此不需要为每个新连接创建或销毁线程（线程池）。
服务层：这是MySQL的核心，包括以下组件：
管理服务和工具组件：系统管理和控制工具，例如备份恢复、复制、集群等。
SQL接口：接收用户的SQL命令，并返回用户需要查询的结果。支持DML、DDL、存储过程、视图、触发器等。
解析器：对SQL语句进行解析，包括词法分析、语法分析。生成解析树，然后进行预处理（检查表、列是否存在等），最后生成新的解析树。
查询优化器：对解析树进行优化，包括重写查询、决定表的读取顺序、选择合适的索引等。生成执行计划。
缓存和缓冲区：查询缓存（注意：MySQL 8.0已移除查询缓存）。缓冲池、键缓冲区等。
存储引擎层：负责数据的存储和提取。MySQL采用插件式存储引擎架构，支持多种存储引擎，如InnoDB、MyISAM、Memory等。存储引擎是表级别的，不同的表可以使用不同的存储引擎。
InnoDB：支持事务、行级锁、外键。使用聚簇索引，数据文件本身就是索引文件。采用MVCC（多版本并发控制）来支持高并发。
MyISAM：不支持事务和行级锁（只有表锁）。非聚簇索引，数据文件和索引文件分开。适合读多写少的场景。
Memory：数据存储在内存中，速度快，但重启后数据丢失。
Archive： 只支持 INSERT 和 SELECT，高压缩比，适用于日志存储。
文件系统层：将数据库的数据和日志存储在文件系统上，包括数据文件、日志文件等。不同的存储引擎有不同的文件格式。
2. 索引：B+Tree 的深度剖析
不要只说“索引就像字典的目录”。
为什么是 B+Tree，而不是 B-Tree 或 Hash？
B+Tree 的非叶子节点只存键，不存数据，因此一个页能容纳更多的键，树的高度更低，IO 次数更少。
叶子节点之间有双向指针，支持高效的范围查询（>
，<，BETWEEN）和全表顺序扫描。这是 Hash 索引无法做到的。
InnoDB 的聚簇索引：
表数据本身就是索引的一部分，按主键顺序存储。没有主键？ InnoDB 会创建一个隐藏的
ROWID作为聚簇索引。二级索引（非聚簇索引）的叶子节点存储的是主键值，而不是物理地址。这意味着回表查询：通过二级索引找到主键，再通过主键去聚簇索引中查找完整数据行。这是很多性能问题的根源。
最左前缀原则： 这不仅是
WHERE条件，还包括ORDER BY和GROUP BY。索引(a, b, c)能用于WHERE a=x AND b=y，也能用于ORDER BY a, b，但不能用于WHERE b=y。索引下推： 在 MySQL 5.6 引入。在没有 ICP 时，存储引擎会通过二级索引查询到所有满足
a=x的记录（即使b=y不满足），然后回表，再由 Server 层过滤b=y。有了 ICP，存储引擎会在二级索引这一层就判断b=y，只回表那些真正满足所有条件的行，大大减少了回表次数。覆盖索引： 如果一个索引包含了查询所需要的所有字段，则无需回表。这是终极的优化手段之一。
EXPLAIN的Extra列会出现Using index。
3.事务与锁：并发控制的基石
1.ACID靠什么保证？
A（Atomicity：原子性）和D（Durability：持久性）：靠undolog和redolog
redo log：物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”。WAL（Write-AheadLogging）机制保证持久性---事务提交时，先写redolog(顺序写，速度快)，再在合适时机刷脏页（随机写，速度慢）。
innodb_flush_log_at_trx_commit=1保证每次提交都刷盘 redo log。undolog：逻辑日志。记录数据修改前的镜像。用于事务回滚（原子性）和 MVCC。
I（Isolation：隔离性）：靠锁和MVCC保证
C（Consistency：一致性）：是最终目标由A、I、D共同保证。
2.MVCC（多版本并发控制）：
核心是 undo log 链 和 ReadView。
每个事务都有一个唯一的事务 ID。
每行数据都有隐藏字段：
DB_TRX_ID（最后修改它的事务ID）、DB_ROLL_PTR（指向 undo log 记录的指针）。当一个事务启动时，它会生成一个 ReadView，其中包含了当前所有活跃事务的 ID 列表。
当这个事务查询数据时，会沿着 undo log 链找到第一个在其 ReadView 创建之前就已经提交的版本。这就实现了非锁定读（快照读）
3.锁机制：
行锁：在索引上实现。如果查询没有走到索引，就会升级为表锁。
间隙锁 和 Next-Key Lock：为了解决幻读问题。Next-Key Lock = 行锁 + 间隙锁。它锁住一个左开右闭的区间。这是在 可重复读 隔离级别下默认的锁算法。
死锁：是正常的现象，关键在于如何快速发现和处理。
innodb_lock_wait_timeout设置超时时间，innodb_deadlock_detect=on开启死锁检测（默认开启）。
4. 性能调优：从 SQL 到架构
慢查询分析：
开启慢查询日志
slow_query_log=1。使用
mysqldumpslow或pt-query-digest工具分析。对每一个慢查询，使用
EXPLAIN查看执行计划。
读
EXPLAIN输出，关注这些列：type：从好到坏：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL。至少要优化到range级别。key：实际使用的索引。rows：预估需要扫描的行数。Extra：Using filesort：需要额外的排序，考虑用索引优化。Using temporary：需要创建临时表，常见于GROUP BY和ORDER BY子句不同。Using index：覆盖索引，好！
系统层面：
Buffer Pool：InnoDB 最重要的内存区域。它缓存数据和索引页。通常设置为系统总内存的 50%-80%。监控
Innodb_buffer_pool_reads（物理读）和Innodb_buffer_pool_read_requests（逻辑读）的比率，如果物理读很高，说明 BP 太小。Log Buffer：redo log 的缓冲区。对于写密集型事务，适当调大
innodb_log_buffer_size。
5. 高可用与扩展
主从复制：
原理：主库的
binlog（二进制日志）被从库的I/O thread拉取，写入本地的relay log，再由SQL thread应用。延迟问题：这是经典难题。原因：单线程应用（5.6+ 支持并行复制，但配置复杂）、从库配置较低、网络延迟、大事务。
高可用架构：
MHA：传统方案，基于主从复制，在主库宕机时能自动完成故障转移和主从提升。
MGR：MySQL 官方提供的基于 Paxos 协议的新型高可用方案。数据强一致性，支持多主写入，是未来的方向。
扩展方案：
读写分离：应用层解耦，写主库，读多个从库。注意主从延迟可能带来的“读不到刚写入数据”的问题。
分库分表：
垂直分片：按业务模块分到不同数据库。
水平分片：将一个大表的数据按分片键（如 user_id）分布到多个数据库的相同结构表中。
中间件：ShardingSphere、Vitess 等。
1. 一条SQL查询语句的执行过程
客户端通过连接器连接到MySQL服务器。
查询缓存（如果启用且版本支持），如果缓存命中则直接返回。
解析器进行词法分析和语法分析，生成解析树。
预处理器检查表、列等是否存在，生成新的解析树。
优化器生成执行计划。
执行器调用存储引擎的接口执行查询。
存储引擎读取数据并返回给执行器，然后返回给客户端。
3. 锁机制
InnoDB支持行级锁和表级锁，默认使用行级锁。
行级锁分为共享锁（S锁）和排他锁（X锁）。
意向锁：表级锁，用于快速判断表内是否有行级锁。
4. MVCC（多版本并发控制）
通过undo日志和读视图（Read View）来实现。
每个事务在开始时都会创建一个读视图，从而在事务执行期间看到一致的数据快照。
5. 索引原理（B+树）
InnoDB使用B+树作为索引结构。
聚簇索引：叶子节点存储整行数据。
非聚簇索引（二级索引）：叶子节点存储主键值，需要回表查询。
6. 缓冲池（Buffer Pool）
在内存中缓存数据和索引，减少磁盘IO。
采用LRU算法进行页面淘汰。
7. 日志刷盘机制
重做日志缓冲：事务提交时，redo log刷盘（可以通过配置控制刷盘策略）。
二进制日志（binlog）：用于主从复制和数据恢复，在事务提交时写入。
17.MySQL的MVCC机制？
MVCC（多版本并发控制）是一种提高数据库并发性能的方法。InnoDB通过为每行记录添加版本号（系统版本号）来实现。在事务开始时，会记录当前系统的版本号，事务中读取数据时，只读取版本号早于当前事务版本的数据，从而实现非阻塞读。
10.MySQL中CHAR和VARCHAR的区别？
CHAR是固定长度的字符串，如果存入的数据长度小于指定长度，会用空格填充，检索时会去掉尾部空格。
VARCHAR是可变长度的字符串，存储的是实际字符串加上一个记录字符串长度的字节（超过255时需要两个字节）。
在存储空间上，CHAR总是使用固定的空间，而VARCHAR则根据实际数据长度使用空间。
11.什么是索引？MySQL中常见的索引类型有哪些？
索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构，类似于书的目录。
常见索引类型：
主键索引（PRIMARY KEY）：唯一且非空。
唯一索引（UNIQUE）：唯一但允许空值。
普通索引（INDEX）：基本的索引，无唯一性限制。
复合索引：多个列组合的索引。
全文索引（FULLTEXT）：用于全文搜索。
12.请解释MySQL的存储引擎InnoDB和MyISAM的区别？
InnoDB支持事务，MyISAM不支持。
InnoDB支持外键，MyISAM不支持。
InnoDB是行级锁，MyISAM是表级锁。
InnoDB支持崩溃后的安全恢复，MyISAM不支持。
InnoDB使用聚簇索引（索引和数据放在一起），MyISAM使用非聚簇索引（索引和数据分开）。
13.什么是脏读、不可重复读和幻读？
脏读：一个事务读取了另一个事务未提交的数据。
不可重复读：一个事务内多次读取同一数据，由于其他事务的修改导致数据不一致。
幻读：一个事务内多次查询同一范围的数据，由于其他事务的插入操作导致返回的记录数不同。
14.MySQL的隔离级别有哪些？
读未提交（Read Uncommitted）：最低级别，允许脏读。
读已提交（Read Committed）：只能读取已提交的数据，避免脏读，但不可重复读和幻读仍可能发生。
可重复读（Repeatable Read）：确保同一事务中多次读取同一数据的结果是一致的，避免脏读和不可重复读，但幻读仍可能发生（InnoDB通过MVCC避免了幻读）。
串行化（Serializable）：最高级别，完全隔离，避免脏读、不可重复读和幻读，但性能最低。
15.如何优化MySQL查询性能？
使用索引：确保查询使用了适当的索引。
避免SELECT *：只选择需要的列。
使用连接（JOIN）代替子查询。
避免在WHERE子句中对字段进行函数操作。
使用EXPLAIN分析查询执行计划。
优化表结构，如规范化或反规范化。
调整服务器配置，如缓冲池大小。
16.什么是覆盖索引？
覆盖索引是指一个索引包含了查询所需要的所有字段，不需要回表查询数据行。
18.如何定位和解决慢查询？
使用慢查询日志，记录执行时间超过指定阈值的SQL语句。
使用EXPLAIN分析慢查询的SQL，查看执行计划。
检查是否使用了索引，如果没有，考虑添加索引。
优化SQL语句，避免全表扫描，避免使用!=或<>操作符，避免OR连接条件等。
19.MySQL中如何实现分页？有什么需要注意？
使用LIMIT子句，例如：SELECT * FROM table LIMIT 10 OFFSET 20;（从第20条开始取10条）
注意：在大数据量下，偏移量越大，分页查询效率越低。可以通过使用条件（如WHERE id > 上一页最大ID）来优化。
20.什么是死锁？如何避免死锁？
死锁是指两个或多个事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。
避免死锁的方法：
尽量让多个事务按相同的顺序访问资源。
降低事务的隔离级别，如使用读已提交。
保持事务简短，减少锁的持有时间。
使用死锁检测和超时机制。
21.MySQL中如何备份和恢复数据？
备份：可以使用mysqldump工具，例如：mysqldump -u username -p database_name > backup.sql
恢复：使用mysql命令，例如：mysql -u username -p database_name < backup.sql
22.主从复制？
原理：主库binlo(二进制日志)被从库I/O thread 拉取，写入本relay log(中继日志) 再SQL thread 重放中继日志中的事件。
延迟问题：这是经典难题。原因：单线程应用(5.6+支持并行复制，但是配置复杂)、从库配置低、网络延迟、大事务。
23.如何监控MySQL的性能？
使用SHOW STATUS命令查看系统状态变量。
使用SHOW PROCESSLIST查看当前连接和线程状态。
使用性能模式（Performance Schema）和信息模式（INFORMATION_SCHEMA）来获取更详细的性能数据。
使用第三方监控工具，如Percona Monitoring and Management (PPM)、Prometheus等。