<MySQL> 数据库基础

news2024/11/25 20:48:29

目录

一、数据库概念

         (一)什么是数据库

(二)数据库存储介质

(三)常见数据库

二、数据库基本操作

(一)连接数据库

(二)使用数据库

(三)服务器、数据库、表关系

三、MySQL语句分类

四、MySQL架构

五、存储引擎

(一)查看存储引擎

(二)存储引擎间的区别


一、数据库概念

(一)什么是数据库

数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库,是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。

我们可以直接把数据存放到文件中,这样也能保证数据长期存储,那为什么还要搞一个 数据库 呢?

因为一般的文件并没有提供很好的数据管理能力(站在我们用户角度),比如对于一个大小为几个 GB 的文档文件,如果我们想要快速的查找某个字段,就需要先读取文件信息,再进行遍历查找,效率是非常低的。

 文件存储的缺点:

  1. 安全性问题:数据容易被修改,可能造成误操作。
  2. 不利于数据查询与管理:数据直接存储,没有被高效组织。
  3. 不利于存储海量数据:数据量过大时,会导致文件体积膨胀。
  4. 在程序中不方便控制:读取文件中的数据需要借助文件流,操作繁琐。

但数据库就不一样了,具备简单、高效、可靠管理数据的特性,可以轻而易举的对数据进行操作;数据库由两部分组成:客户端 Client、服务器 Server,是一种 基于 CS 模式的网络服务,用户只需要使用 客户端 向 服务器 发出 SQL 语句,等待结果即可,这是非常方便的。

我们学习的 MySQL 就是这种工作模式,在安装完 MySQL 后,启动的 mysqld 就是它的 服务器,所谓的登录 MySQL 也就是登录 客户端:

mysqld  中的 d 表示单词 daemon,即 守护进程,这是一种特殊的进程,父进程为 1 号进程,即系统进程,无需依赖 bash 进程运行,而是直接运行在后台,这样它就能不断在后台运行

MySQL 是一套给我们 提供数据存储服务的网络程序,当我们说起 MySQL 时,应该想到:客户端、服务器、磁盘共同组成的服务体系:

(二)数据库存储介质

MySQL 数据库是将数据存储在 磁盘 中,称为 磁盘数据库;除此之外,还可以将数据存储在 内存 中,称为 内存数据库 / 主存数据库,比如 Redis 就是这种存储模式:

磁盘数据库 将数据存储在 磁盘 中,在 持久化保存 上有明显优势,但 IO 次数势必会增多,为了提高自己的存储效率,磁盘数据库拥有自己的缓存机制,即 高效 IO。

内存数据库 中的数据存储在 内存 中,最大的优点就是 数据读写非常快,可以大大提高操作效率;内存数据库 并非完全不使用磁盘,比如数据库的启动信息、初始数据就得存储在磁盘中,其他涉及操作的数据存储在 内存 中,直接进行运算,为了防止数据丢失,内存数据库 通常会定期将数据转存到磁盘中,确保持久化存储。

磁盘数据库和内存数据库都是数据库管理系统的存储方式,它们各自有自己的特点和适用场景。

(三)常见数据库

  • SQL Server: 微软的产品,深受 .Net 开发者的喜爱,适合中大型项目的开发。
  • Oracle:甲骨文公司推出的产品,适合大型项目,或者具有复杂逻辑的项目,其并发性能一般不如 MySQL。
  • MySQL由瑞典公司MySQL AB开发,是世界上最受欢迎的数据库,并发性能好,对简单的 SQL 处理效果好,适用于 电商、SNS、论坛 等项目开发,后被甲骨文公司收购。
  • PostgreSQL:起源于加州大学伯克利分校的计算机科学系,是一个独立的、开源的数据库管理系统,由全球的志愿者开发和维护,无论是私用、商用还是学术研究,都可以免费使用、修改和分发。
  • SQLite:由 Dwayne Richard Hipp 于 2000 年创建,是一种轻量级、嵌入式的关系型数据库,遵循 ACID原则(原子性、一致性、隔离性、持久性),并且它的占用资源非常低,仅需几百 KB,广泛用于移动应用、嵌入式系统、桌面应用、Web浏览器、游戏等各种应用程序中。
  • H2:一种由纯 Java 编写的轻量级的嵌入式关系型数据库管理系统,以嵌入式库的形式存在,适用于Java应用程序的内部嵌入,虽然它不适用于大规模或高并发的生产数据库,但对于小型项目和原型开发非常有用。

MySQL 风靡全球的重要原因之一就是 免费,深受广大开发者的喜爱。

二、数据库基本操作

(一)连接数据库

首先是连接数据库,可以这样操作:

注意: 连接数据库前需要确保 MySQL 服务已启动。

mysql -u 用户 -p -h IP地址 -P 端口

其中:

  • -u 后跟想要登录 MySQL 的用户名,比如 root
  • -p 表示使用密码登录,可以紧跟密码,也可以回车后输入
  • -h 表示 MySQL 服务部署机器的 IP 地址
  • -P 表示 MySQL 服务进程所使用的端口号

如果是直接在云服器中登录,可以不指定 -h 和 -P,并且我们当前只有一个 root 用户,只需这样操作即可连接数据库

mysql -u root -p

输入密码后,登录 MySQL,出现 mysql> 就表示登录成功了

(二)使用数据库

查看当前 MySQL 系统中有哪些数据库

mysql> show databases;

注:这四个数据库都属于系统数据库,不可删除。

创建一个名为 DataBase1 的数据库:

mysql> create database DataBase1;

创建成功:

在当前环境中,MySQL 运行所产生的数据都存储在 /var/lib/mysql 目录中,当我们新建一个数据库后,实际就是在 mysql 目录中新建了一个目录(文件夹)

注:

  • 查看此目录需要先退出 MySQL ,直接输入 quit 退出
  • 因为是系统级文件,需要借助 root 身份才能查看
ll /var/lib/mysql


使用数据库,MySQL 中会有很多数据库,在进行 建表、查询 等操作前,需要先指明使用哪一个数据库进行操作:

mysql> use DataBase1;

执行指令后,可以通过函数判断是否成功:

mysql> select database();

结果显示正常,证明当前正在使用 DataBase1 数据库:


创建一张表 T1,包含 序号、姓名 两个列属性:

mysql> create table T1
	  (
	    id int,
	    name varchar(32)
	  );

创建表后,可以查看表的详细信息,同时验证表是否已经创建成功了:

mysql> desc T1;

表结构中有很多属性,现在可以先不用管具体是什么意思,只需要知道当前存在一个 int 和 varchar 类型的字段就行了。

如果想进行清屏操作,可以使用 system clear 进行清屏:

mysql> system clear

创建表的本质也是在创建文件,同样可以去到之前的目录中,具体进入 DataBase1 目录,可以看到这个目录下确实多了两个名为 T1 的相关文件:

至于这两个文件具体是什么,得结合存储引擎来理解。


有了表结构后,可以向表中插入部分数据

注意: 插入的数据格式要与表的格式对应,不能向不存在的字段中插入数据。

现在直接进行全列插入,即插入 序号、姓名 两个信息:

mysql> insert into T1 values (1, '张三');

mysql> insert into T1 values (2, '李四');

mysql> insert into T1 values (3, '王五');

在 MySQL 中,执行指令后出现 Query OK 表示指令执行成功,如果出现其他提示信息,大概率是语法问题,检查 插入数据格式、标点符号 是否出现问题。


查询 T1 表中已经插入的数据

mysql> select * from T1;

可以看到数据已经成功插入 T1 表中了: 

创建数据库、创建表、插入数据、查询数据 已经覆盖绝大多数业务场景了,不过实际并没有这么简单,比如表结构需要慎重创建,符合 三大范式;查询数据时,需要配合各种筛选条件进行查询,如 where 子句、聚合条件、多表查询等;MySQL 中还提供了高效的数据管理机制,比如 索引、事务、权限管理,具体细节需要慢慢学习。

(三)服务器、数据库、表关系

不难发现,在使用 MySQL 中,执行结果总是以 行、列 形式呈现的,这是因为 行列构成表,而 MySQL中一切皆为表:

执行结果都是以 行  式呈现的,本质上就是一张表:

这种行列式结构最大的优点就是直观,便于我们快速查看数据信息:

  • 行:数据信息
  • 列:数据属性

与之前 MySQL 知识进行串联,可以得出结论:用户登录客户端,向服务器发出指令,创建数据库的本质是创建目录(文件夹),创建表的本质是在数据库中创建文件,插入数据就是往文件中写入数据,查询结果时是以行列式呈现的,表是 MySQL 中最常见、最常用的结构

一个数据库中不只存在一张表,SQL 指令执行结果也可以看作一张表。

三、MySQL语句分类

MySQL 中的语句可分为三类:

  • DDL 数据定义语句:用来维护存储数据的结构,常用于对数据库、表进行操作
  • DML 数据操纵语句:用来对数据进行操作,比如对表中的数据进行增删改查
  • DCL 数据控制语句:主要负责权限和事务的管理,可以给用户赋予数据库的权限

注:DML 数据操纵语句中还细分出了一个 DQL 数据查询语句,例如查询时携带的各种条件。

四、MySQL架构

MySQL 是一个可移植的数据库,可以在几乎所有操作系统上运行,但主要在 Linux 类似的服务器后端中运行。

得益于优秀的分层设计,MySQL 能保证在各个平台运行时,物理体系结构的一致性,具体分层如下

图片来源:一文搞懂MySQL体系架构!!

大体可以分为三层

  • 第一层:解决安全和连接管理
  • 第二层:词法、语法分析以及 SQL 语句优化
  • 第三层:完成数据的存储方案

五、存储引擎

存储引擎是数据库系统如何存储数据、为存储的数据建立索引和更新、查询数据等技术的实现方法。

MySQL 的核心就是 插件式存储引擎,支持多种存储引擎。

(一)查看存储引擎

MySQL 中可以选择使用不同的存储引擎,不同的存储引擎所带来的效果不同,可以理解为汽车引擎,V6水平对置W12转子马达 之间还是有差异的。

如何查看当前支持哪些存储引擎?

mysql> show engines;

如果觉得不方便查看,可以输入 mysql> show engines \G; 表示格式化显示 :

当前 MySQL 支持的存储引擎有很多,可以查看创建数据库时默认使用的存储引擎

vim /etc/my.cnf

这其实就是当时配置 my.cnf 时我们指定的存储引擎 InnoDB,也是 MySQL 中常用的存储引擎之一;也可以在表创建成功后,查看使用了哪个引擎:

mysql> show create table T1;

创建表时,如果不指定,就使用 my.cnf 中的默认存储引擎,如果指定了,就使用用户指定的存储引擎,根据实际业务场景决定,非常灵活。

(二)存储引擎间的区别

存储引擎事务支持ACID 兼容性锁定级别数据表      类型支持的索引类型外键约束全文搜索备注
InnoDB行级锁事务表BTreeMySQL 默认存储引擎,适用于事务处理。
MRG_MYISAM表级锁非事务表哈希表合并(合并式)存储引擎,不常用。
MEMORY表级锁临时表将数据存储在内存中,适用于临时数据。
BLACKHOLE表级锁非事务表BTree、全文黑洞存储引擎,丢弃所有写入数据。
MyISAM表级锁非事务表早期 MySQL 默认存储引擎,性能较快。
CSV表级锁非事务表存储数据以逗号分隔值(CSV)格式。
ARCHIVE表级锁非事务表用于性能监控和分析系统性能。
PERFORMANCE_SCHEMA无锁定系统表用于性能监控和分析系统性能。
FEDERATED表级锁非事务表用于访问远程数据库的存储引擎。

存储引擎有很多,主要记住两个就行了:InnoDB 和 MyISAM,这两个数据库几乎覆盖了 80% 的业务场景,至于它俩的区别也很简单:

  • InnoDB 适合需要事务支持、数据完整性和高并发性能的应用。
  • MyISAM 可能适用于只读数据、全文搜索或特定用途的应用

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