一、数据库概述

1. 为什么要使用数据库

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。

持久化

2. 数据库与数据库管理系统

2.1 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。

2.2 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。

2.3 常见的数据库介绍

Oracle

1979 年，Oracle 2 诞生，它是第一个商用的 RDBMS（关系型数据库管理系统）。随着 Oracle 软件的名气越来越大，公司也改名叫 Oracle 公司。
2007年，总计85亿美金收购BEA Systems。
2009年，总计74亿美金收购SUN。此前的2008年，SUN以10亿美金收购MySQL。意味着Oracle 同时拥有了 MySQL的管理权，至此 Oracle 在数据库领域中成为绝对的领导者。
2013年，甲骨文超越IBM，成为继Microsoft后全球第二大软件公司。
如今 Oracle 的年收入达到了 400 亿美金，足以证明商用（收费）数据库软件的价值。

SQL Server

SQL Server 是微软开发的大型商业数据库，诞生于 1989 年。C#、.net等语言常使用，与WinNT完全集成，也可以很好地与Microsoft BackOffice产品集成。

DB2

IBM公司的数据库产品,收费的。常应用在银行系统中。

PostgreSQL

PostgreSQL 的稳定性极强，最符合SQL标准，开放源码，具备商业级DBMS质量。PG对数据量大的文本以及SQL处理较快。

SQLite

嵌入式的小型数据库，应用在手机端。零配置，SQlite3不用安装，不用配置，不用启动，关闭或者配置数据库实例。当系统崩溃后不用做任何恢复操作，再下次使用数据库的时候自动恢复。

informix

IBM公司出品，取自Information 和Unix的结合，它是第一个被移植到Linux上的商业数据库产品。仅运行于unix/linux平台，命令行操作。性能较高，支持集群，适应于安全性要求极高的系统，尤其是银行，证券系统的应用。

3. MySQL介绍

3.1 MySQL概述

MySQL是一个开放源代码的关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB（创始人Michael Widenius）公司1995年开发，迅速成为开源数据库的 No.1。

2008被 Sun 收购（10亿美金），2009年Sun被 Oracle 收购。 MariaDB 应运而生。（MySQL 的创造者担心MySQL 有闭源的风险，因此创建了 MySQL 的分支项目 MariaDB）

MySQL6.x 版本之后分为社区版和商业版 。

MySQL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。

MySQL是开源的，所以你不需要支付额外的费用。

MySQL是可以定制的，采用了 GPL（GNU General Public License）协议，你可以修改源码来开发自己的MySQL系统。

MySQL支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。

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。这些编程语言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP和Ruby等。

4. RDBMS 与非RDBMS

关系型数据库绝对是 DBMS 的主流，其中使用最多的 DBMS 分别是 Oracle、
MySQL 和 SQL Server。这些都是关系型数据库（RDBMS）。

4.1 关系型数据库(RDBMS)

关系型数据库(RDBMS)是 最古老 的数据库类型，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，以便于用户理解。
SQL 就是关系型数据库的查询语言。

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。

4.2 非关系型数据库(非RDBMS)

4.2.1 非关系型数据库(非RDBMS)概述

非关系型数据库，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。
目前基本上大部分主流的非关系型数据库都是免费的。

4.2.2 有哪些非关系型数据库

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，其中 Key 和 Value 可以是简单的对象，也可以是复杂的对象。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），如果你不知道去哪里找数据，就要遍历所有的键，这就会消耗大量的计算。

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。

2.文档型数据库

此类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。文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的“值”。
MongoDB 是最流行的文档型数据库。此外，还有CouchDB等。

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。

4.列式数据库

列式数据库是相对于行式存储的数据库，Oracle、MySQL、SQL Server 等数据库都是采用的行式存储（Row-based），而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。

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。
图形数据库顾名思义，就是一种存储图形关系的数据库。它利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。关系型数据用于存储明确关系的数据，但对于复杂关系的数据存储却有些力不从心。如社交网络中人物之间的关系，如果用关系型数据库则非常复杂，用图形数据库将非常简单。
典型产品： Neo4J、InfoGrid等。