【MySQL】数据库开篇

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1. 数据库排名

2.【MySQL】数据库开篇

3.【MySQL】索引篇

4.【MySQL】事务篇

5.【MySQL】锁篇

1. 什么是数据库？

数据库指长期存放在计算机内，有组织、可共享的大量数据的集合，是一个数据“仓库”。

2. 为什么使用数据库

结构化：数据在数据库中的存储依靠二维表结构逻辑存储数据，可以参考数据原有的依赖关系和结构关系去存储数据
共享性：多个用户可以共同分享计算机数据库中的数据资源，从而实现数据的高效共享性
独立性：存储在数据库的数据和应用程序之间相互独立、互不影响。
安全性：数据库在安全性的控制有很多措施，比如访问数据库时对用户的口令，用户的权限进行限制，以及对数据的存储进行限制

3. 数据库的分类

数据库分类	数据模型	举例
关系型（RDBMS）	表格	Oracle、MySQL、SQL Server等
非关系型（NoSQL）	键值对（K-V）、文档（Document）、列族（Column Family）、图形	MongoDB、Redis、Elasticsearch(引擎)、Cassandra等
对象型	以对象作为基本单位支持面向对象的数据建模和操作	db4o、Versant等
XML	XML文档	eXist、BaseX等
图形	图形结构数据适用于网络关系、社交网络等场景	Neo4j、FlockDB等
内存	存储在内存中	SAP HANA、MemSQL等
时间序列	存储时间序列	InfluxDB、Prometheus等

4. NoSQL 与关系型数据库的比较

	NoSQL	关系型数据库
优点	简单易部署，低成本查询速度快（数据存储于缓存中）存储数据多样扩展性好	技术又成熟又早，提供丰富的技术支持和生态系统标准化查询语句，对数据的操作和管理更方便灵活支持事务管理，确保数据的一致性、完整性和持久性存储基础数据，对数据的管理直观简单
缺点	相较于关系型数据库发展时间短，维护工具和资料有限不遵循 SQL 标准，提升了学习和使用成本不提供关系型数据库对事务的处理	相较于 NoSQL 成本高存储在磁盘中，速度不及 NoSQL 仅能存储基础数据类似 join 的多表查询机制限制了扩展性

5. 主流的 NoSQL产品

5.1 键值对（K-V）存储

相关产品：Redis、Voldemort、Berkeley DB
典型应用：内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。
数据模型：一系列键值对
优势：快速查询
劣势：存储的数据缺少结构化

5.2 列族存储

相关产品：Cassandra，HBase,Riak
典型应用：分布式的文件系统
数据模型：以列族式存储，将同一列数据存在一起
优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
劣势：功能相对局限

5.3 文档型存储

相关产品：MongoDB、Elasticsearch、CouchDB
典型应用：Web应用（与 K-V 类似，V是结构化的）
数据模型：一系列键值对
优势：数据结构要求不严格
劣势：缺乏统一的查询语法

5.4 图形数据库

相关产品：Neo4j、InfoGrid、Infinite Graph
典型应用：社交网络数据模型：图结构
优势：利用图结构相关算法
劣势：需要对整个图做计算才能得出结构，不容易做分布式的集群方案

6. 数据库结构

数据库(Database)：以文件的形式存放在磁盘上，即对应于一个或多个物理文件
数据表(Table)：由一组数据记录组成，数据库中的数据以表为单位进行组织
字段(Field)：也称域。表中的每一类称为一个字段。每个字段都有相应的描述信息。
记录(Record)：表中的每一行称为一个记录，由若干字段组成。
索引(Index)：一种特殊类型的表，其中含有关键字段的值和指向表实际记录位置的指针，可以提高访问数据库的效率。
SQL语句：结构化查询语句命令，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统，同时也是数据库脚本文件的扩展名。

7. SQL 语句分类

名词	解释	命令
DDL （数据定义语言)	定义和管理数据对象，如数据库，数据表等	CREATE、DROP、ALTER
DML （数据操作语言）	用于操作数据库对象中所包含的数据	INSERT、UPDATE、DELETE
DQL （数据查询语言）	用于查询数据库数据	SELECT
DCL （数据控制语言）	用来管理数据库的语言，包括管理权限及数据更改	GRANT、COMMIT、ROLLBACK

8. SQL语句的执行流程

词法分析：将SQL语句按照语法规则分割成一个个单词（tokens）。例如，SELECT、FROM、WHERE、AND、OR等都是一个单词。
语法分析：对单词进行语法解析，判断SQL语句是否符合语法规则。如果不符合，则会抛出语法错误。
语义分析：对SQL语句进行语义分析，如表名、列名、数据类型等，确保它们都是正确的。如果有错误，会抛出语义错误。
查询优化：对SQL语句进行优化，如选择最优的执行计划、使用索引等来提高查询效率。
执行SQL：根据优化后的执行计划，执行SQL语句。执行过程中，会进行锁定、缓存、排序、分组等操作。
返回结构：执行完成后，将结果返回给客户端。如果是查询语句，则会返回查询结果；如果是更新语句，则会返回受影响的行数。

9. MyISAM 和 InnoDB 的区别

MySQL 5.5 版本之前，MyISAM 引擎是 MySQL 的默认存储引擎，但是，MyISAM 不支持事务和行级锁，而且最大的缺陷就是崩溃后无法安全恢复；
MySQL 5.5 版本之后，MySQL 引入了 InnoDB（事务型数据库引擎），MySQL 5.5 版本后默认的存储引擎为 InnoDB；

	MyISAM	InnoDB
外键	不允许创建外键	支持外键
事务	不支持事务	事务型数据库引擎，可以使用 Commit 和 Rollback 语句
并发	只支持表级锁(table-level locking)	支持行级锁(row-level locking)和表级锁，默认为行级锁；
备份(缓存)	只缓存索引，不缓存真实数据	支持在线热备份(缓存索引和真实数据)
崩溃恢复	MyISAM 崩溃后发生损坏的概率比 InnoDB 高很多，而且恢复的速度也更慢。

10. 数据库设计三大范式

数据库设计范式是数据库在设计过程中，需要遵守的设计准则，避免数据冗余；

特殊情况不一定要三个范式都满足，数据库设计看重需求与性能，需求>性能>表结构

第一范式（1NF）：每个字段都是最小字段，具有原子性，不可再分； 确保每列保持原子性
第二范式（2NF）：每张表必须存在主键，并且其它字段也必须与主键直接依赖，不能仅仅与主键的某一部分依赖（联合主键） 确保表中的每列都和主键相关
第三范式（3NF）：每个字段不能与主键间接依赖，每张表只保存一种数据，表和表之间使用外键关系关联； 确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关

11. MySQL的表约束

约束实际上就是表中数据的限制条件,目的是为了保证表中的记录完整和有效

约束种类：

非空约束

用not null约束的字段不能为null值，必须给定具体的数据

添加：

alter table 表名 modify test_student char(10) not null;

删除：

alter table 表名 modify 列名 类型

唯一性约束

unique约束的字段，具有唯一性，不可重复，但可以为null

添加：

alter table 表名 add unique(表字段名，字段，字段，字段);

删除：

alter table 表名 drop index 唯一约束名;

主键约束

表中的一个或多个字段，它的值用于唯一的表示表中的某一条记录

添加：

alter table 表名 add primary key(表的字段名，字段，字段);

删除：

alter table 表名 drop primary key;

外键约束

某个字段添加外键约束之后，该字段称为外键字段，外键字段中每个数据都是外键值

添加：

alter 表名 add constraint N1 foreign key(表字段名)references 父表(父表字段名);

删除：

alter table 表名 drop foreign key 外键名;

检查约束

（目前MySQL不支持，Oracle支持）