1、数据库

1.1 数据库作用

• 持久化(persistence)：把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化”，而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。
• 持久化的主要作用是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML数据文件中。

1.2 数据库的相关概念

• DB：数据库（Database）即存储数据的“仓库”，其本质是一个文件系统。它保存了一系列有组织的数据。
• DBMS：数据库管理系统（Database Management System）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制。用户通过数据库管理系统访问数据库中表内的数据。
• SQL：结构化查询语言（Structured Query Language）专门用来与数据库通信的语言。

1.3 数据库与数据库管理系统的关系

• 数据库管理系统(DBMS)可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库。为保存应用中实体的数据，一般会在数据库创建多个表，以保存程序中实体用户的数据。
  

2、MySQL

• MySQL是一个开放源代码的关系型数据库管理系统。
• MySQL支持大型数据库，支持5000万条记录的数据仓库，32位系统表文件最大可支持4GB ，64位系统支持最大的表文件为8TB 。
• MySQL使用标准的SQL数据语言形式。
• MySQL可以允许运行于多个系统上，并且支持多种语言。
• MySQL 由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，可处理上千万条记录的大型数据库，尤其是开放源码这一特点，使得很多互联网公司、中小型网站选择了MySQL作为网站数据库（Facebook，Twitter，YouTube，阿里巴巴/蚂蚁金服，去哪儿，美团外卖，腾讯）。

3、RDBMS与非RDBMS

3.1 关系型数据库(RDBMS)

• 关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系（即二维表格形式）。
• 关系型数据库以行(row) 和列(column) 的形式存储数据
• 一系列的行和列被称为表(table) ，一组表组成了一个库(database)。
• 表与表之间的数据记录有关系(relationship)。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。关系型数据库，就是建立在关系模型基础上的数据库。
• SQL 就是关系型数据库的查询语言。
• 关系型数据库：Oracle、MySQL、SQL Server、PostgreSQL
• 优势：
  1.复杂查询 可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。
  2.事务支持 使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。

3.2 非关系型数据库(非RDBMS)

• 非关系型数据库，可看成传统关系型数据库的功能阉割版本，基于键值对存储数据，不需要经过SQL层的解析，性能非常高。同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能。
• NoSQL 泛指非关系型数据库，包括键值型数据库、文档型数据库、搜索引擎和列存储、图形数据库等。也只有用 NoSQL 一词才能将这些技术囊括进来。
• NoSQL = No, SQL!
• 优势：性能更高、成本更低

3.2.1 键值型数据库

• 键值型数据库通过 Key-Value 键值的方式来存储数据。
• Key 作为唯一的标识符，优点是查找速度快，在这方面明显优于关系型数据库，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤（比如 WHERE）
• 键值型数据库典型的使用场景是作为内存缓存。
• Redis 是最流行的键值型数据库。

3.2.2 文档型数据库

• 文档型数据库可存放并获取文档，可以是XML、JSON等格式。
• 在数据库中文档作为处理信息的基本单位，一个文档就相当于一条记录。
• MongoDB是最流行的文档型数据库。

3.2.3 搜索引擎数据库

• 虽然关系型数据库采用了索引提升检索效率，但是针对全文索引效率却较低。
• 搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证性能最优。
• 核心原理是“倒排索引”。典型产品：Solr、Elasticsearch、Splunk 等。

3.2.4 列式数据库

• 列式数据库是将数据按照列存储到数据库中，这样做的好处是可以大量降低系统的I/O，适合于分布式文件系统，不足在于功能相对有限
• 典型产品：HBase等。

3.2.5 图形数据库

• 图形数据库，利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。图形数据库最典型的例子就是社交网络中人与人的关系，数据模型主要是以节点和边（关系）来实现，特点在于能高效地解决复杂的关系问题。

4、关系型数据库设计规则

• 关系型数据库的典型数据结构就是数据表，这些数据表的组成都是结构化的（Structured）。将数据放到表中，表再放到库中。
• 一个数据库中可以有多个表，每个表都有一个名字，用来标识自己。表名具有唯一性。
• 表具有一些特性，这些特性定义了数据在表中如何存储，类似Java和Python中 “类”的设计。

4.1 表、记录、字段

• E-R（entity-relationship，实体-联系）模型中有三个主要概念是： 实体集、属性、联系集。
• 一个实体集（class）对应于数据库中的一个表（table）。
• 一个实体（instance）则对应于数据库表中的一行（row），也称为一条记录（record）。
• 一个属性（attribute）对应于数据库表中的一列（column），也称为一个字段（field）。

4.2 表的关联关系

• 表与表之间的数据记录有关系(relationship)。
• 四种关系模型：一对一关联、一对多关联、多对多关联、自我引用
• 两种建表原则：
  1.外键唯一：主表的主键和从表的外键（唯一），形成主外键关系，外键唯一。
  2.外键是主键：主表的主键和从表的主键，形成主外键关系。