Day 03：

一、事务

事务(transaction)：要么都成功，要么都失败。

核心：将一组 SQL 放在一个批次中去执行。

1. 原则

原则 ACID：原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)、持久性(durability)。

• 原子性：一个事务中的所有步骤要么都成功，要么都失败，不能只成功一个步骤。
• 一致性：包括最终一致性和过程一致性，一个事务操作前后的数据完整性保持一致。
• 持久性：事务结束后的数据不会因为外界原因（如服务器断电后重启）而导致数据丢失（一旦提交不可逆）。分为事务提交前和事务提交后。

情形	结果
事务提交前	恢复到原状
事务提交后	持久化到数据库（成为文件）

注意：事务一旦提交不可逆，被持久化到数据库中。

• 隔离性：针对多个用户同时操作时，排除其他事务对本次事务的影响（多个进程互不干扰）。隔离失败会出现以下情形。

名词	情形
脏读	一个事务读取了另外一个事务未提交的数据
不可重复读	在一个事务内读取表中的某一行数据，多次读取的结果不同
幻读（虚读）	一个事务内读取到了别的事务插入的数据，导致前后读取不一致（一般是行影响，多了一行）

2. 测试实现

格式

-- 手动处理事务
SET autocommit = 0;   -- 关闭自动提交

START TRANSACTION;    -- 开启一个事务，这是标记一个事务的开始，从这之后的 sql 都在同一个事务内

UPDATE xxx;
INSERT xxx;   -- 事务内的操作

COMMIT;       -- 操作执行成功后 --> 提交事务
ROLLBACK;     -- 操作执行失败后 --> 回滚，回到原来的样子

SET autocommit = 1;   -- 恢复自动提交，事务结束

-- 了解
SAVEPOINT 保存点名;                -- 设置一个事务的保存点
ROLLBACK TO SAVEPOINT 保存点名;    -- 回滚到保存点
RELEASE SAVEPOINT 保存点名;        -- 撤销保存点

注意：MySQL 是默认开启事务自动提交的，即：autocommit = 1，所以在手动处理事务时，要关闭事务自动提交。

图解

需求：用事务实现转账操作

-- 用事务实现转账操作

-- 创建数据库 shop
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `shop` CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci;
USE `shop`;

-- 创建表 account
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `account` (
    `id` INT(5) NOT NULL auto_increment COMMENT '序号', 
    `name` VARCHAR(10) NOT NULL DEFAULT 'Sun3285' COMMENT '姓名', 
    `money` DECIMAL(7, 2) NOT NULL DEFAULT 20000.85 COMMENT '余额', 
    PRIMARY KEY(`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT charset=utf8mb4;

-- 添加数据
INSERT INTO `account` (`id`, `name`, `money`) VALUES 
(1, 'Sun1234', 15000.12), 
(2, 'Sun3285', 26000.70), 
(3, 'Sun1478', 23000.93);

-- 模拟转账：事务
SET autocommit = 0;   -- 关闭自动提交

START TRANSACTION;    -- 开启一个事务

UPDATE `account` SET `money`=`money`-2000.12 WHERE `name`='Sun1234';
UPDATE `account` SET `money`=`money`+2000.12 WHERE `name`='Sun3285';  -- Sun1234 给 Sun3285 转账 2000.12

COMMIT;  -- 提交事务
ROLLBACK;  -- 回滚

SET autocommit = 1;   -- 恢复自动提交

注意：

• DECIMAL(M,D) 中，M 是最大位数，D 是小数点右边的位数，D 不大于 M。如：DECIMAL(5,2) 可存储范围是从 -999.99 到 999.99，超出存储范围会报错，使用 DECIMAL 时，建议参数 M 和 D 手动指定，并按需分配。
• 事务一旦提交不可逆，被持久化到数据库中。

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二、索引

索引(Index)：是帮助 MySQL 高效获取数据的数据结构。

索引的本质是数据结构。

1. 分类

索引分为：主键索引(PRIMARY KEY)、唯一索引(UNIQUE KEY)、常规索引(KEY/INDEX)以及全文索引(FULLTEXT KEY)。

索引	说明
主键索引 PRIMARY KEY	唯一标识，不可重复，只能有一个列作为主键
唯一索引 UNIQUE KEY	避免重复的列出现，可以重复，多个列都可以标识为唯一索引
常规索引 KEY/INDEX	默认，用 KEY 或 INDEX 关键字来设置
全文索引 FULLTEXT KEY	快速定位数据

注意：一个表中主键索引只能有一个，而唯一索引可以有多个。

2. 创建索引

创建索引可以有两种方法：

• 在创建表的时候给字段增加索引

• 创建表完毕后，增加索引

SHOW INDEX FROM `表名`;  -- 显示所有的索引信息

ALTER TABLE `表名` ADD FULLTEXT/UNIQUE/PRIMARY INDEX/KEY `索引名` (`字段名`);  -- 改变表，增加一个索引

3. 分析 sql 执行的状况

用 EXPLAIN 关键字可以分析 sql 执行的状况，分为非全文索引和全文索引。

• 非全文索引

EXPLAIN SELECT xxx;

• 全文索引

EXPLAIN SELECT * FROM `表名` WHERE MATCH(`全文索引字段`) against('查找的内容');

4. 测试索引

创建 app_user 表，并插入百万条数据，查询信息。

-- 创建数据库 use
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `use` CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;
USE `use`;

-- 创建表 app_user 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app_user` (
	`id` BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL auto_increment COMMENT '用户id', 
	`name` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户昵称', 
	`email` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户邮箱', 
	`phone` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '手机号', 
	`gender` TINYINT(4) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '性别（0:男; 1:女）', 
	`password` VARCHAR(100) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '密码', 
	`age` TINYINT(4) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '年龄', 
	`creat_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, 
	`update_time` TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP, 
	PRIMARY KEY(`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT charset=utf8mb4 COMMENT='app用户表';

-- 百万数据插入
DROP FUNCTION IF EXISTS mock_data; 
DELIMITER $$  -- 写函数之前必须要写，标志:$$
CREATE FUNCTION mock_data()
RETURNS INT -- 注意returns，否则报错。
DETERMINISTIC -- 8.0版本需要多这么一行
BEGIN
	DECLARE num INT DEFAULT 1000000; -- num 作为截止数字，定义为百万，
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	WHILE i < num DO
		INSERT INTO app_user (`name`, `email`, `phone`, `gender`, `password`, `age`) VALUES 
		(CONCAT('用户', i), '123456789@qq.com', CONCAT('13', FLOOR(RAND()*(999999999-100000000)+100000000)), FLOOR(RAND()*2), 
		UUID(), (FLOOR(RAND()*100))+1);
		SET i = i + 1;
	END WHILE;
	RETURN i;
END;
SELECT mock_data();

• 未设置索引时，查询某一条数据，用 EXPLAIN 分析执行情况；

• 设置索引后，再次查询同一条数据，用 EXPLAIN 分析执行情况；

注意：索引在小数据量的时候，用处不大，但是在大数据量的时候，效果明显（查询时间减少）。

5. 索引原则

• 索引不是越多越好；
• 不要对经常变动的数据增加索引；
• 小数据量的表不需要加索引；
• 索引一般加在常用来查询的字段上。

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三、数据库用户管理

• Navicat 可视化操作

注意：

1. 用户名可以随便设置，一个用户对应一个密码，主机是指在哪个地方登录，为 localhost 或 127.0.0.1 ；
2. 新建连接（数据库管理系统与数据库之间的连接）时，连接名可以随便设置，每个用户都可以新建多个连接。

• SQL 命令操作

-- 创建用户：CREATE
CREATE USER '用户名'@'%' IDENTIFIED BY '密码';    -- 所有 IP 都可用账号
CREATE USER '用户名'@'localhost' IDENTIFIED BY '密码';   -- 本地可用账号
CREATE USER '用户名'@'指定 IP' IDENTIFIED BY '密码';      -- 指定 IP 可用账号

-- 修改用户密码：ALTER
ALTER USER '用户名'@'localhost' IDENTIFIED BY '新密码';

-- 修改用户名或主机：RENAME
RENAME USER '用户名'@'localhost' TO '新用户名'@'127.0.0.1';  -- 同时也可以修改主机

-- 用户授权：除了给用户授权（GRANT），其他都可以干：GRANT
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO '用户名'@'127.0.0.1';
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO '用户名'@'127.0.0.1' WITH GRANT OPTION;

-- 刷新权限：FLUSH
FLUSH PRIVILEGES;

-- 查询权限：SHOW
SHOW GRANTS FOR '用户名'@'127.0.0.1';

-- 撤销权限：REVOKE
REVOKE 某个权限 ON *.* FROM '用户名'@'127.0.0.1';            -- 撤销某个权限
REVOKE ALL PRIVILEGES ON *.* FROM '用户名'@'127.0.0.1';     -- 撤销全部权限

-- 删除用户：DROP
DROP USER '用户名'@'127.0.0.1';

注意：

1. 表示方式：用户名@主机 ，如：Sun3285@localhost ；
2. 用户授权后，除了给用户授权（GRANT OPTION），其他都可以干，若仍想要给用户授权功能，则用 WITH GRANT OPTION ；
3. 用户授权时，*.* 表示 所有数据库.所有表 ，指对所有的表生效。

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四、备份

备份的目的：保证重要数据不丢失；数据转移（把数据库给别人）。

备份的内容：表结构和数据，不包括查询和报表。

三种方式：直接拷贝物理文件、在可视化工具中（Navicat）手动导出、使用命令行导出。

• 方式一：直接拷贝物理文件 data 。

• 方式二：在可视化工具中（Navicat）手动导出，选择要导出的库或表，右键选择 转储 SQL 文件 以及 结构和数据 。

• 方式三：使用命令行（Win + R 打开）导出。

-- 导出：mysqldump -h主机 -u用户名 -p 数据库 表名1 表名2 表xx > 导出路径（物理磁盘位置/文件名）
mysqldump -hlocalhost -uroot -p exercise > E:/sql_file/a.sql  -- 导出整个数据库
mysqldump -hlocalhost -uroot -p exercise1 grade subject > E:/sql_file/b.sql  -- 导出某个数据库的某几张表

-- 导入：source sql文件路径
mysql -uroot -p;      -- 先登录 mysql
use exercise1;        -- 选中要导入的数据库
source E:/sql_file/b.sql;     -- 导入指定的 sql 文件

注意：

1. 导出路径中不能有中文，否则乱码报错；
2. 导出路径中的斜杠为正斜杠：/ ，并且需要写导出后的文件名；
3. 导出时，-h 表示主机、-u 表示用户名、-p 表示密码、> 表示导出；
4. 在命令行中，导出的语句不能以分号 ; 结尾，否则报错；
5. 在导入 sql 文件时，要先登录数据库，再用 source 将指定的 sql 文件导入；
6. 如果导入的是数据库，则不需要第二步，即不用选中要导入的数据库。

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五、规范数据库设计

目的：节省内存空间、保证数据的完整性、方便开发系统。

软件开发中，关于数据库的设计步骤：

1. 收集信息、分析需求（用户表、分类表、文章表等等）；
2. 概要设计（设计关系图 E-R 图）；
3. 标识实体、把需求落地到每一个字段；
4. 标识实体之间的关系。

注意：前台的每一个位置，对应的都是数据库里面的一个字段。

1. 三大范式

• 第一范式（1NF）

内容：原子性：保证每一列不可再分

• 第二范式（2NF）

前提：满足第一范式

内容：每张表只描述一件事情

• 第三范式（3NF）

前提：满足第一范式和第二范式

内容：确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关

注意：规范数据库的设计需要考虑规范性和性能的问题，两者寻求平衡。

阿里手册规范：关联查询不能超过三张表

• 考虑商业化的需求和目标（成本、用户体验等）时，数据库的性能更加重要；但考虑性能的时候，也需要适当考虑一下规范性；
• 考虑性能的做法：
  • 故意给某些表增加一些冗余的字段，可以将多表查询变为单表查询；
  • 故意增加一些计算列（如统计总数），可以从大数据量降低为小数据量的查询。

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注意：

1. 事务 ACID 理解参考链接：点此进入。

2. MySQL 索引的参考资料：CodingLabs - MySQL索引背后的数据结构及算法原理

3. 在测试索引部分，查询男生人数总数的 sql 语句为：

SELECT SUM(1) FROM `app_user` WHERE `gender`=0;  -- 用 count(1)、count(*) 或 count(列名) 也可以

4. InnoDB 的默认数据结构为：Btree。
5. 数据库命名一般不用驼峰命名规则，因为数据库不区分大小写，而采用下划线。