2025年數(shù)據(jù)庫(kù)考試題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，若屬性集X→Y且Y→Z，則下列哪一項(xiàng)一定成立？A.X→ZB.Y→XC.Z→XD.X?Z答案：A解析：函數(shù)依賴具有傳遞律，若X→Y且Y→Z，則X→Z必然成立。2.某表T(a,b,c,d)存在函數(shù)依賴{a,b}→{c,d}與→{c}，則該表最高滿足的范式是：A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B解析：存在部分依賴→{c}，主鍵為{a,b}，故不滿足2NF定義。3.在MySQL8.0中，以下哪種隔離級(jí)別能完全避免幻讀？A.READUNCOMMITTEDB.READCOMMITTEDC.REPEATABLEREADD.SERIALIZABLE答案：D解析：SERIALIZABLE通過(guò)范圍鎖徹底禁止幻讀，但并發(fā)度最低。4.關(guān)于B+樹(shù)索引，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是：A.葉節(jié)點(diǎn)之間用雙向鏈表連接B.非葉節(jié)點(diǎn)僅存儲(chǔ)鍵值與指針C.葉節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)完整行數(shù)據(jù)D.支持順序遍歷與范圍查詢答案：C解析：葉節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)鍵值及指向行記錄的指針，而非整行數(shù)據(jù)，聚簇索引除外。5.在PostgreSQL中，對(duì)JSONB字段創(chuàng)建GIN索引后，下列操作能利用該索引的是：A.SELECTFROMtWHEREjsonb_col->>'name'='Alice'B.SELECTFROMtWHEREjsonb_col@>'{"age":30}'C.SELECTFROMtWHEREjsonb_col::textLIKE'%Alice%'D.SELECTFROMtWHEREjsonb_col->'tags'ISNOTNULL答案：B解析：@>操作符可直接利用GIN索引進(jìn)行包含查詢，其余選項(xiàng)需全表掃描或無(wú)法使用GIN。6.在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)Spanner中，TrueTimeAPI的主要作用是：A.提供全局自增IDB.實(shí)現(xiàn)分布式事務(wù)的MVCCC.提供精確全局時(shí)鐘D.優(yōu)化跨節(jié)點(diǎn)JOIN答案：C解析：TrueTime通過(guò)GPS與原子鐘提供誤差有界的全局時(shí)鐘，保證外部一致性。7.某事務(wù)先更新行R1再更新行R2，另一事務(wù)先更新R2再更新R1，最可能發(fā)生的沖突是：A.臟讀B.不可重復(fù)讀C.死鎖D.幻讀答案：C解析：雙方分別持有對(duì)方所需鎖，形成循環(huán)等待，觸發(fā)死鎖檢測(cè)。8.在MongoDB分片集群中，用于保證片鍵分布均勻的機(jī)制是：A.ZoneShardingB.HashedShardingC.Tag-awareShardingD.RangedSharding答案：B解析：HashedSharding通過(guò)對(duì)片鍵哈希將數(shù)據(jù)隨機(jī)分散，減少熱點(diǎn)。9.在Oracle中，下列哪類索引最適用于低基數(shù)列且查詢條件為等值？A.B-treeB.BitmapC.Function-basedD.Reverse答案：B解析：Bitmap索引對(duì)低基數(shù)列使用位圖壓縮，等值查詢效率高。10.關(guān)于RedoLog與Binlog的區(qū)別，下列說(shuō)法正確的是：A.兩者均用于Point-in-TimeRecoveryB.RedoLog記錄邏輯SQL，Binlog記錄物理頁(yè)修改C.RedoLog是InnoDB層，Binlog是Server層D.RedoLog采用Statement格式節(jié)省空間答案：C解析：RedoLog屬于存儲(chǔ)引擎層，記錄物理頁(yè)修改；Binlog屬于Server層，記錄邏輯變更。11.在Redis中執(zhí)行MULTI;INCRfoo;INCRbar;EXEC后，若foo原值為1，bar原值為2，則foo與bar結(jié)果分別為：A.2,3B.2,2C.1,2D.1,3答案：A解析：事務(wù)內(nèi)命令順序執(zhí)行，foo與bar均自增一次。12.在TiDB中，當(dāng)PD節(jié)點(diǎn)多數(shù)派失效時(shí)，最可能出現(xiàn)的癥狀是：A.無(wú)法執(zhí)行寫操作B.無(wú)法執(zhí)行讀操作C.Region自動(dòng)分裂失敗D.無(wú)法生成新的時(shí)間戳答案：D解析：PD負(fù)責(zé)分配全局TSO，多數(shù)派失效導(dǎo)致TSO無(wú)法生成，整個(gè)集群無(wú)法開(kāi)始新事物。13.在SQLServer中，使用列存儲(chǔ)索引后，下列哪種查詢場(chǎng)景受益最大？A.單行點(diǎn)查B.范圍更新C.聚合分析D.高并發(fā)插入答案：C解析：列存按列壓縮存儲(chǔ)，批量聚合時(shí)只需讀取相關(guān)列，I/O大幅減少。14.在CockroachDB的分布式事務(wù)中，發(fā)生WriteSkew的充要條件是：A.讀寫操作在不同節(jié)點(diǎn)B.隔離級(jí)別為SNAPSHOTC.事務(wù)讀取同一范圍并寫入不同行D.使用悲觀鎖答案：C解析：WriteSkew指兩個(gè)并發(fā)事務(wù)讀取重疊范圍后分別修改不同行，導(dǎo)致一致性約束被破壞。15.在MySQL中，對(duì)InnoDB表執(zhí)行ALTERTABLEADDINDEX時(shí)，若指定ALGORITHM=INPLACE，則下列說(shuō)法正確的是：A.全程不鎖表B.需要重建聚簇索引C.允許并發(fā)DMLD.僅適用于全文索引答案：C解析：INPLACE算法在構(gòu)建二級(jí)索引時(shí)允許并發(fā)DML，但短暫加元數(shù)據(jù)鎖。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）16.下列哪些技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)分布式全局唯一遞增ID？A.Snowflake算法B.Leaf-segmentC.RedisINCRD.UUIDV1E.DatabaseSequence+雙Buffer答案：A,B,C,E解析：UUIDV1雖唯一但非遞增，其余均可實(shí)現(xiàn)近似遞增的全局唯一ID。17.關(guān)于兩階段提交（2PC），下列說(shuō)法正確的是：A.協(xié)調(diào)者崩潰可能導(dǎo)致阻塞B.參與者崩潰需依賴RedoLog恢復(fù)C.三階段提交完全解決阻塞問(wèn)題D.網(wǎng)絡(luò)分區(qū)可能導(dǎo)致腦裂E.2PC屬于一致性協(xié)議而非可用性協(xié)議答案：A,B,D,E解析：三階段提交僅降低阻塞概率，無(wú)法徹底消除。18.在PostgreSQL中，使用并行查詢需滿足哪些條件？A.查詢代價(jià)超過(guò)parallel_tuple_costB.表掃描類型為SeqScan或IndexOnlyScanC.未綁定游標(biāo)D.未使用LEAD窗口函數(shù)E.未在事務(wù)塊中設(shè)置SERIALIZABLE答案：A,B,C,E解析：LEAD本身不阻止并行，但某些窗口函數(shù)會(huì)限制。19.下列哪些場(chǎng)景適合使用LSM-Tree存儲(chǔ)引擎？A.寫密集、讀少B.范圍查詢頻繁C.需要高壓縮率D.強(qiáng)事務(wù)語(yǔ)義E.順序?qū)慡SD答案：A,C,E解析：LSM-Tree犧牲部分讀性能換取高寫入吞吐與壓縮，事務(wù)能力較弱。20.在MySQL8.0中，關(guān)于HashJoin哪些說(shuō)法正確？A.僅用于內(nèi)連接B.無(wú)需索引C.構(gòu)建階段使用內(nèi)存哈希表D.探測(cè)階段可溢出到磁盤E.可用于LEFTJOIN答案：B,C,D,E解析：HashJoin支持外連接，構(gòu)建哈希表時(shí)無(wú)需索引，溢出后使用磁盤臨時(shí)文件。三、判斷題（每題1分，共10分）21.在Raft協(xié)議中，Leader收到客戶端請(qǐng)求后立即提交即可返回成功，無(wú)需等待多數(shù)派復(fù)制。答案：錯(cuò)解析：Leader需等待多數(shù)派寫入日志后再提交，否則可能丟失已確認(rèn)事務(wù)。22.使用覆蓋索引時(shí)，MySQL可以直接從索引頁(yè)返回結(jié)果，無(wú)需回表。答案：對(duì)解析：索引包含所有查詢列即可避免回表，稱為覆蓋索引。23.MongoDB的WiredTiger存儲(chǔ)引擎默認(rèn)使用表級(jí)鎖。答案：錯(cuò)解析：WiredTiger采用文檔級(jí)鎖，提高并發(fā)。24.在Oracle中，Bitmap索引列不允許進(jìn)行行級(jí)鎖定。答案：對(duì)解析：Bitmap索引的鎖粒度大，更新時(shí)可能鎖定整張表。25.在TiFlash中，列存副本與行存副本通過(guò)RaftLearner保持最終一致。答案：對(duì)解析：TiFlash作為L(zhǎng)earner角色異步復(fù)制，保證一致性。26.在RedisCluster中，當(dāng)某個(gè)主節(jié)點(diǎn)失效且沒(méi)有從節(jié)點(diǎn)可提升時(shí)，集群會(huì)拒絕所有寫操作。答案：對(duì)解析：集群要求16384個(gè)槽全部可用，否則進(jìn)入失敗狀態(tài)。27.在Cassandra中，使用QUORUM讀寫級(jí)別可保證強(qiáng)一致性。答案：對(duì)解析：QUORUM讀寫交集至少一個(gè)副本，滿足R+W>N。28.在SQLServer中，列存儲(chǔ)索引可以與非聚集B-tree索引同時(shí)存在。答案：對(duì)解析：SQLServer允許列存與行存索引共存，優(yōu)化不同場(chǎng)景。29.在MySQL中，唯一索引列允許插入多個(gè)NULL值。答案：對(duì)解析：NULL被視為不同值，唯一索引允許多NULL。30.在PostgreSQL中，使用EXCLUDE約束可替代部分外鍵功能。答案：對(duì)解析：EXCLUDE通過(guò)運(yùn)算符排除重疊范圍，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜約束。四、填空題（每空2分，共20分）31.在InnoDB中，若事務(wù)隔離級(jí)別為REPEATABLEREAD，讀取操作使用________視圖，寫入操作使用________視圖。答案：一致性快照；當(dāng)前讀32.在分布式系統(tǒng)中，CAP理論指出當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)，系統(tǒng)需要在________與________之間做出選擇。答案：一致性；可用性33.在MongoDB中，________鎖用于保護(hù)全局元數(shù)據(jù)，________鎖用于保護(hù)單個(gè)文檔。答案：Global；Document34.在Oracle中，________段用于存儲(chǔ)臨時(shí)排序結(jié)果，________段用于存儲(chǔ)回滾信息。答案：Temporary；Undo35.在TiKV中，Region默認(rèn)大小為_(kāi)_______MB，當(dāng)Region超過(guò)該閾值時(shí)觸發(fā)________。答案：96；分裂36.在Redis中，________命令用于將當(dāng)前連接切換到只讀模式，________命令用于手動(dòng)觸發(fā)AOF重寫。答案：READONLY；BGREWRITEAOF37.在PostgreSQL中，________統(tǒng)計(jì)信息用于估算列間相關(guān)性，________掃描用于并行執(zhí)行NestLoopJoin。答案：多變量；ParallelHash38.在MySQL8.0中，________線程負(fù)責(zé)將RedoLog刷盤，________線程負(fù)責(zé)將臟頁(yè)刷盤。答案：log_writer；page_cleaner39.在CockroachDB中，________時(shí)鐘用于提供全局單調(diào)遞增，________協(xié)議用于分布式事務(wù)提交。答案：HybridLogicalClock(HLC)；ParallelCommit40.在SQLServer中，________函數(shù)用于返回最后一個(gè)自增ID，________提示用于強(qiáng)制使用行級(jí)鎖。答案：SCOPE_IDENTITY；ROWLOCK五、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）41.描述MySQLInnoDB中一次UPDATE語(yǔ)句的執(zhí)行流程，包括加鎖、日志、刷盤順序。答案：1)解析與優(yōu)化：Server層生成執(zhí)行計(jì)劃，定位主鍵索引；2)加鎖：對(duì)聚簇索引記錄加X(jué)鎖，若存在二級(jí)索引維護(hù)則對(duì)二級(jí)索引加X(jué)鎖；3)舊值回滾：將舊記錄寫入U(xiǎn)ndo頁(yè)，構(gòu)建回滾指針；4)更新聚簇索引：修改行數(shù)據(jù)，寫入BufferPool，標(biāo)記為臟頁(yè)；5)更新二級(jí)索引：若索引鍵未變則直接更新葉節(jié)點(diǎn)，若鍵變則先刪除后插入；6)寫RedoLog：將物理頁(yè)修改寫入RedoBuffer，記錄LSN；7)寫B(tài)inlog：Server層生成邏輯日志，記錄SQL或行格式；8)提交：InnoDBprepare階段將RedoLog刷盤，Server層寫入Binlog并標(biāo)記commit；9)刷臟：異步由page_cleaner線程將臟頁(yè)刷回表空間，順序按LSN保證恢復(fù)一致性。42.解釋PostgreSQL中MVCC如何實(shí)現(xiàn)可重復(fù)讀隔離級(jí)別，并說(shuō)明與MySQL差異。答案：PostgreSQL通過(guò)事務(wù)ID（XID）與多版本元組實(shí)現(xiàn)MVCC：1)每行隱藏字段xmin、xmax記錄創(chuàng)建與刪除事務(wù)ID；2)快照SnapshotData記錄當(dāng)前活躍事務(wù)列表，查詢時(shí)對(duì)比xmin、xmax與快照，可見(jiàn)性規(guī)則為：xmin<Snapshot.xmin且xmax不存在或xmax≥Snapshot.xmax；3)重復(fù)讀隔離下，事務(wù)首次查詢時(shí)建立快照，后續(xù)所有查詢復(fù)用同一快照，保證同一事務(wù)內(nèi)讀取一致；4)寫操作生成新版本，舊版本保留在表中，由VACUUM異步清理；5)與MySQL差異：MySQL使用Undo段存儲(chǔ)舊版本，聚簇索引葉節(jié)點(diǎn)通過(guò)回滾指針鏈?zhǔn)皆L問(wèn)；PostgreSQL將舊版本放在原表，導(dǎo)致表膨脹但無(wú)需回滾段；MySQL的重復(fù)讀可能遇到幻讀，PostgreSQL通過(guò)快照避免幻讀，但寫沖突需顯式鎖或串行化隔離。43.說(shuō)明Raft日志復(fù)制的流量控制機(jī)制，并分析在高延遲網(wǎng)絡(luò)下的優(yōu)化策略。答案：Raft采用滑動(dòng)窗口與心跳反饋進(jìn)行流量控制：1)Leader維護(hù)nextIndex[]與matchIndex[]數(shù)組，記錄每個(gè)Follower下一條要發(fā)送的日志索引與已復(fù)制位置；2)日志條目附加在AppendEntriesRPC中，F(xiàn)ollower返回成功或失敗，Leader動(dòng)態(tài)調(diào)整nextIndex；3)為避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，Leader限制未確認(rèn)日志量，相當(dāng)于窗口大小W；4)高延遲網(wǎng)絡(luò)下，批量發(fā)送與管道化提升吞吐：Leader連續(xù)發(fā)送多條日志而不等待單條確認(rèn)，利用TCP擁塞控制；5)自適應(yīng)批大?。焊鶕?jù)RTT與帶寬積調(diào)整每次AppendEntries攜帶的日志數(shù)量；6)預(yù)投票機(jī)制：減少無(wú)效選舉，避免網(wǎng)絡(luò)分區(qū)導(dǎo)致的頻繁Leader切換；7)只讀查詢優(yōu)化：Leader提交后記錄commitIndex，F(xiàn)ollower提供線性化讀需心跳確認(rèn)Leader合法性，降低讀延遲。44.描述Cassandra最終一致性下讀寫調(diào)優(yōu)的QUORUM計(jì)算方式，并給出R+W>N的數(shù)學(xué)證明。答案：設(shè)副本數(shù)N，寫一致性級(jí)別W，讀一致性級(jí)別R，需滿足R+W>N以保證強(qiáng)一致性。證明：1)設(shè)寫操作成功副本集合為Sw，|Sw|≥W；2)讀操作成功副本集合為Sr，|Sr|≥R；3)因R+W>N，則|Sw∩Sr|=|Sw|+|Sr|?|Sw∪Sr|≥W+R?N≥1；4)故讀寫至少有一個(gè)共同副本，該副本一定包含最新寫入，讀操作可返回最新數(shù)據(jù)；5)調(diào)優(yōu)示例：N=3，W=QUORUM=2，R=QUORUM=2，則2+2>3，滿足強(qiáng)一致；若N=5，W=3，R=3，同樣滿足；6)若降低一致性，可取W=1,R=1，此時(shí)R+W=2≤N，可能讀到舊數(shù)據(jù)，但延遲最低。45.分析MySQL8.0直方圖對(duì)優(yōu)化器代價(jià)估算的改進(jìn)，并給出創(chuàng)建與維護(hù)步驟。答案：直方圖提供列數(shù)據(jù)分布統(tǒng)計(jì)，解決均勻分布假設(shè)帶來(lái)的估算誤差：1)類型：?jiǎn)瓮埃⊿ingleton）適用于離散值少于1024，等高（Equi-height）適用于連續(xù)值；2)創(chuàng)建：ANALYZETABLEtblUPDATEHISTOGRAMONcolWITH100BUCKETS;3)存儲(chǔ)：以JSON格式保存在字典表column_statistics，內(nèi)存中構(gòu)建結(jié)構(gòu)體Histogram；4)使用：優(yōu)化器對(duì)col進(jìn)行范圍或等值查詢時(shí)，利用直方圖估算過(guò)濾因子，選擇更優(yōu)索引或JOIN順序；5)維護(hù)：DML導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化超過(guò)10%時(shí)，自動(dòng)重新采樣更新直方圖，也可手動(dòng)執(zhí)行ANALYZE；6)改進(jìn)案例：對(duì)狀態(tài)列（0/1）原本估算50%選擇度，直方圖記錄真實(shí)比例如1%，優(yōu)化器改走索引避免全表掃描。六、綜合設(shè)計(jì)題（25分）46.某電商平臺(tái)訂單表結(jié)構(gòu)如下：order_idBIGINT,user_idBIGINT,sku_idBIGINT,priceDECIMAL(10,2),statusTINYINT,create_timeDATETIME,update_timeDATETIME。日均寫入500萬(wàn)行，峰值QPS8萬(wàn)，查詢場(chǎng)景包括：A.根據(jù)user_id+status查近30天訂單；B.根據(jù)sku_id統(tǒng)計(jì)近7天銷量；C.根據(jù)order_id點(diǎn)查；D.后臺(tái)按時(shí)間段導(dǎo)出全字段CSV。系統(tǒng)要求：高可用、可擴(kuò)展、讀寫延遲<50ms，存儲(chǔ)成本最小化。請(qǐng)給出分布式數(shù)據(jù)庫(kù)選型、表設(shè)計(jì)、索引策略、分片方案、數(shù)據(jù)生命周期、備份與容災(zāi)方案，并評(píng)估成本。答案：1)選型：采用TiDB6.5，行存+列存混合，滿足OLTP與輕量OLAP，兼容MySQL協(xié)議，在線擴(kuò)容。2)表設(shè)計(jì)：