数据库基本概念

1. DB、DBS和DBMS

DB：数据库，存储数据的容器。

DBMS：数据库管理系统，又称为数据库软件或数据库产品，用于创建或管理DB。
MySQL基础概念 - 图1

DBS：数据库系统
MySQL基础概念 - 图2

SQL：结构化查询语言，用于和数据库通信的语言，不是某个数据库软件持有的，而是几乎所有的主流数据库软件通用的语言。中国人之间交流需要说汉语，和美国人之间交流需要说英语，和数据库沟通需要说SQL语言。

2. SQL的语言分类

  • DQL（Data Query Language）：数据查询语言
    select 相关语句
  • DML（Data Manipulate Language）：数据操作语言
    insert 、update、delete 语句
  • DDL（Data Define Languge）：数据定义语言
    create、drop、alter 语句
  • TCL（Transaction Control Language）：事务控制语言
    set autocommit=0、start transaction、savepoint、commit、rollback

3. MySQL常规命令

停止命令：net stop mysql

启动命令：net start mysql

mysql登录命令

  1. mysql -h ip -P 端口 -u 用户名 -p
  1. # 查看数据库版本
  2. # 用于在未登录情况下，查看本机mysql版本：
  3. mysql --version
  4. # 登录情况下，查看链接的库版本：
  5. select version();
  7. #显示所有数据库：
  8. show databases;
  10. #进入指定的库：
  11. use 库名;
  13. #显示当前库中所有的表：
  14. show tables;
  16. #查看其他库中所有的表：
  17. show tables from 库名;
  19. #查看表的创建语句：
  20. show create table 表名;
  22. #查看表结构：
  23. desc 表名;

4. docker安装MySQL安装

  1. docker run --name mysql -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456! -d mysql

5. 数据库三大范式

  • 第一范式（确保表中每列保持原子性）
    • 数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分；
    • 这个单一属性有基本类型过程，包括：整型、字符型、逻辑型、日期等；
    • 例如 “地址” 这个属性，如果业务上还可以细分，如拆分为省市区等，那就必须细分，否则不符合第一范式；
  • 第二范式（确保表中每列都和主键列相关）
    在第一范式的基础上，数据表的每一列（主键除外）都需要和主键相关，而且不能只与主键的一部分相关（联合主键的个别字段相关）；也就是说在一个数据表中，只能保存一种数据。
    • 数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字的部分函数依赖，即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字；
    • 部分函数依赖指的是存在组合关键字中某些字段觉得非关键字的情况；
  • 第三范式（确保表中每列都和主键列直接相关，而不是间接相关/传递依赖）
    在第二范式的基础上，第三范式是确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关，即限制列的冗余性。如果一个关系满足第二范式，并且除了主键以外的其他列都依赖于主键列，列和列之间不存在相互依赖关系，则满足第三范式。
    • 在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式；
    • 传递函数依赖，指的是如果存在“A->B->C”的决定关系，则C传递函数依赖A。
    • 满足第三范式的数据库表不应存在传递依赖关系：关键字段 -> 非关键字段X -> 非关键字段Y；

一、MySQL架构

MySQL基础概念 - 图3

从上往下依次是：连接层、服务层、引擎层、存储层

1. 连接层

最上层：管理客户端和连接服务

  • 主要完成一些类似连接处理、授权认证及相关安全方案；
  • 引入线程池的概念，为通过认证安全连接的客户端提供线程；

  • 可以实现基于SSL的安全连接，服务器也会为安全接入的客户端验证它所具有的操作权限。

    2. 服务层

  • 主要完成大部分的核心服务功能， 包括查询解析、分析、优化、缓存、以及所有的内置函数；

  • 所有跨存储引擎的功能也都在这一层实现，包括触发器、存储过程、视图等；

    3. 引擎层

  • 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取；

  • 服务器通过API与存储引擎进行通信；
  • 不同的存储引擎具有的功能不同，我们可以根据实际需要进行选取；

4. 存储层

第四层

  • 主要是将数据存储在运行于该设备的文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

MySQL查询流程：

MySQL基础概念 - 图4

执行一条SQL语句的流程：
MySQL基础概念 - 图5

二、存储引擎

查看存储引擎

  1. 查看 MySQL 提供的所有存储引擎 
    1. mysql> show engines;

    MySQL基础概念 - 图6
  • 从上图我们可以查看出 MySQL 当前默认的存储引擎是 InnoDB，并且在 5.7 版本所有的
  • 存储引擎中只有 InnoDB 是事务性存储引擎，也就是说只有 InnoDB 支持事务。
  1. 查看默认存储引擎
    MySQL基础概念 - 图7
  2. 准确查看某个数据库中的某一表所使用的存储引擎 
    1. show table status like 'tablename'

    MySQL基础概念 - 图8
  • 设置存储引擎
    • 建表时指定存储引擎（默认的就是INNODB，不需要设置）
      CREATE TABLE t1 (i INT) ENGINE = INNODB;
    • 修改存储引擎
      ALTER TABLE t ENGINE = InnoDB;
    • 修改默认存储引擎，也可以在配置文件my.cnf中修改默认引擎
      SET default_storage_engine=NDBCLUSTER;
  • 存储引擎对比
    • InnoDB支持事务；MyISAM不支持事务；
    • InnoDB支持外键；MyISAM不支持；对一个包含外键的InnoDB表转MyISAM会失败；
    • InnoDB是聚簇索引；MyISAM是非聚簇索引；
      聚簇索引的文件存放在主键索引的叶子节点上，因此 InnoDB 必须要有主键，通过主键索引效率很高。但是辅助索引需要两次查询，先查询到主键，然后再通过主键查询到数据。因此，主键不应该过大，因为主键太大，其他索引也都会很大。而 MyISAM 是非聚集索引，数据文件是分离的，索引保存的是数据文件的指针。主键索引和辅助索引是独立的。
    • InnoDB不保存表的具体行数，执行 select count(*) from table 需要全表扫描；MyISAM用一个变量保存了整个表的行数，执行上述语句读出该变量即可，速度非常快；
    • InnoDB最小的锁粒度是行锁，适合高并发；MyISAM最小的锁粒度是表锁，不适合高并发；一个更新语句会锁住整张表，导致其他查询和更新都会被阻塞，因此并发访问受限。
    • InnoDB不仅缓存索引还缓存真实数据，对内存要求较高，内存大小对性能有决定性的影响；MyISAM只缓存索引，不缓存真实数据；
    • InnoDB表占用空间大；MyISAM表占用空间小；
    • InnoDB关注点在事务；MyISAM关注点在性能；

三、数据类型

1. 数值型

  • 整型
    BIT、BOOL、TINY INT、SMALL INT、MEDIUM INT、 INT、 BIG INT
  • 浮点数类型
    FLOAT、DOUBLE、DECIMAL

MySQL基础概念 - 图9

2. 字符型

  • 字符串类型
    CHAR、VARCHAR、TINY TEXT、TEXT、MEDIUM TEXT、LONGTEXT、TINY BLOB、BLOB、MEDIUM BLOB、LONG BLOB

MySQL基础概念 - 图10
MySQL基础概念 - 图11

3. 日期时间型

  • 日期类型
    Date、DateTime、TimeStamp、Time、Year

MySQL基础概念 - 图12

  • 其他数据类型
    BINARY、VARBINARY、ENUM、SET、Geometry、Point、MultiPoint、LineString、MultiLineString、Polygon、GeometryCollection等