数据库基础 - 技术栈

前置知识

一、数据库概论

[1.1 数据](#1.1 数据)

[1.2 表](#1.2 表)

[1.3 数据库](#1.3 数据库)

[1.4 数据库管理系统（DBMS）](#1.4 数据库管理系统（DBMS）)

[1.5 数据库系统（DBS）](#1.5 数据库系统（DBS）)

数据库发展史

[2.1 第一阶段（层次型/网状型）](#2.1 第一阶段（层次型/网状型）)

[2.2 第二阶段（关系型）](#2.2 第二阶段（关系型）)

[2.3 第三阶段（新型数据库）](#2.3 第三阶段（新型数据库）)

[对比 Redis 和 Memcached](#对比 Redis 和 Memcached)

[5.关系型 vs 非关系型数据库对比](#5.关系型 vs 非关系型数据库对比)

6、小结

二、数据库安装

[2.1 环境准备](#2.1 环境准备)

2.2、源码解压与依赖

[2.3、CMake 编译配置](#2.3、CMake 编译配置)

[2.4、配置 MySQL](#2.4、配置 MySQL)

权限管理

[修改配置文件 /etc/my.cnf](#修改配置文件 /etc/my.cnf)

[三、MySQL 数据库管理](#三、MySQL 数据库管理)

[3.1 数据库基本操作](#3.1 数据库基本操作)

[3.1.1 查看数据库信息](#3.1.1 查看数据库信息)

[3.1.2 切换数据库](#3.1.2 切换数据库)

[3.1.3 查看数据库中的表](#3.1.3 查看数据库中的表)

[3.1.4 查看表结构](#3.1.4 查看表结构)

[3.2. 常用数据类型](#3.2. 常用数据类型)

[3.3. 数据库文件存储结构](#3.3. 数据库文件存储结构)

[3.4. SQL 语句分类](#3.4. SQL 语句分类)

[3.5. DDL 操作（数据库和表管理）](#3.5. DDL 操作（数据库和表管理）)

[3.5.1 创建数据库](#3.5.1 创建数据库)

[3.5.2 创建数据表](#3.5.2 创建数据表)

[3.5.3 删除表](#3.5.3 删除表)

[3.5.4 删除数据库](#3.5.4 删除数据库)

[3.5.5 修改表结构（ALTER）](#3.5.5 修改表结构（ALTER）)

[3.6. DML 操作（表数据管理）](#3.6. DML 操作（表数据管理）)

[3.6.1 插入数据](#3.6.1 插入数据)

[3.6.2 更新数据](#3.6.2 更新数据)

[3.6.3 删除数据](#3.6.3 删除数据)

[3.6.4 清空表](#3.6.4 清空表)

[3.7. DQL 操作（数据查询）](#3.7. DQL 操作（数据查询）)

[3.7.1 查询数据](#3.7.1 查询数据)

[3.7.2 限制查询结果](#3.7.2 限制查询结果)

[3.7.3 竖向显示结果](#3.7.3 竖向显示结果)

[3.8. 表高级操作](#3.8. 表高级操作)

[3.8.1 临时表](#3.8.1 临时表)

[3.8.2 克隆表](#3.8.2 克隆表)

[3.9. 用户管理](#3.9. 用户管理)

[3.9.1 创建用户](#3.9.1 创建用户)

[3.9.2 查看用户](#3.9.2 查看用户)

[3.9.3 删除用户](#3.9.3 删除用户)

[3.9.4 修改密码](#3.9.4 修改密码)

[3.9.5 忘记 root 密码处理](#3.9.5 忘记 root 密码处理)

[3.10. 用户授权管理](#3.10. 用户授权管理)

[3.10.1 授权用户](#3.10.1 授权用户)

[3.10.2 查看授权](#3.10.2 查看授权)

[3.10.3 撤销权限](#3.10.3 撤销权限)

[3.11. 权限说明](#3.11. 权限说明)

前置知识

LAMP / LNMP 架构
- LAMP = Linux + Apache + MySQL/MariaDB + PHP
- LNMP = Linux + Nginx + MySQL/MariaDB + PHP
数据库的定位
- 在企业架构中，数据库用于存储和管理核心数据
- 示例：
  - 微信：聊天文字、语音、视频、图片
  - 外卖平台（饿了么/美团）：订单、支付、商家数据
  - 游戏（绝地求生、王者荣耀）：玩家信息、装备、战绩

一、数据库概论

1.1 数据

定义：描述客观事物的符号记录（Data），包括数字、文字、图像、声音等。
存储方式：
- 以记录形式存储，统一格式。
- 相同类型的数据存放在一起（如"学生"数据不会和"图书"混在一起）。
例子：班级同学 → 一名同学是一条记录，每条记录有多个属性（学号、姓名、性别）。
数据库的保存形式：
- MySQL 服务 → 数据库 → 数据表 → 行（记录） + 列（字段）

1.2 表

表结构= 行（记录） + 列（字段）
特点：
- 记录由字段组成，字段由字符/数字组成
- 可供不同用户共享
- 具有较小的冗余度和较高的数据独立性

1.3 数据库

数据库就是表的集合，是按照一定组织方式存储的相关数据集合。

1.4 数据库管理系统（DBMS）

定义：操作和管理数据库的软件。
主要功能：
1. 建库与维护（建表、转储与恢复、重组、性能监视）
2. 数据定义（数据结构、存储结构、保密模式）
3. 数据操作（查询、统计、更新）
4. 运行管理（并发控制、存取控制、维护）
5. 通信（与其他软件交互，如 Access 和 Office 组件）

数据库系统是一个人机系统，由硬件、OS、数据库、DBMS、应用软件和数据库用户组成用户可以通过DBMS或应用程序操作数据库

1.5 数据库系统（DBS）

组成：硬件 + 操作系统 + 数据库 + DBMS + 应用软件 + 用户
DBA（数据库管理员）：负责备份恢复、维护、用户管理。
数据库应用软件：Navicat、人事管理系统、财务系统、图书管理等。

DBMS 工作模式：

接收请求
转换为底层指令
执行数据库操作
获取结果
格式化结果
返回给用户

数据库发展史

2.1 第一阶段（层次型/网状型）

IMS（IBM，1969）

2.2 第二阶段（关系型）

关系模型（1970）
- 一位叫 E.F. Codd的 IBM 研究员提出了"关系模型（Relational Model）"。
- 核心思想：
  - 把数据放在二维表（行、列）里，而不是像层次型或网状型那样用复杂的指针去连接。
  - 用数学集合和关系代数来描述和操作数据（比如选择、投影、连接）。
- 这样数据就更直观、更容易查询和维护。
代表产品
- System R（IBM 开发）：第一个真正实现关系模型的实验性数据库系统。
- Ingres（加州大学伯克利）：另一个早期的关系型数据库系统，后来衍生出了 PostgreSQL。
意义
- 关系型数据库的出现，让 SQL（结构化查询语言）成为主流。
- 现在常见的 MySQL、Oracle、SQL Server 都是关系型数据库的后代。

2.3 第三阶段（新型数据库）

特点：面向对象、开放性、多平台
SQL + NoSQL 混合使用
新兴数据库：MariaDB、PostgreSQL、时序数据库

3、关系型数据库

数据模型：E-R 模型（实体-关系）
- 行（记录） = 实体
- 列（字段） = 属性
- 表与表之间存在关系（1对1，1对多，多对多）
主键：唯一、非空，类比学号/身份证号。
常见产品：MySQL、Oracle、SQL Server、DB2、PostgreSQL 等。

4、非关系型数据库（NoSQL）

定义：Not Only SQL，存储方式不限于表，可存储键值对、文档、列式数据等。
典型产品：Redis、Memcached、MongoDB、HBase。
应用场景：高并发、缓存、大数据实时计算。

优点

格式灵活（Key-Value、文档、图片等）
速度快（基于内存存储）
高扩展性
成本低（开源，部署简单）

缺点

不支持 SQL
缺少事务处理
复杂查询支持不足
大部分数据在内存，成本较高

对比 Redis 和 Memcached

相同点：都存储热点数据，内存运行，速度快。
不同点：Redis 支持持久化，数据可落盘；Memcache 纯内存，断电丢失。

5.关系型 vs 非关系型数据库对比

|------|-------------------------|---------------------|
| 特点 | 关系型数据库 | 非关系型数据库 |
| 数据结构 | 表（二维表） | KV、文档、列式、图形 |
| 优点 | 结构清晰，SQL通用，支持复杂查询 | 格式灵活，速度快，高并发 |
| 缺点 | 表结构固定，I/O 瓶颈 | 无SQL、事务差、复杂查询弱 |
| 代表产品 | MySQL、Oracle、PostgreSQL | Redis、MongoDB、HBase |

6、小结

主流数据库系统：关系型（MySQL/Oracle/SQL Server）+ 非关系型（Redis/MongoDB）。
DBMS 的作用：桥梁，负责接收请求、转化指令、执行数据库操作并返回结果。
选型思路：
- 数据关系清晰、结构化 → 关系型数据库
- 高并发、非结构化、大数据分析 → 非关系型数据库
- 实际应用常常 SQL + NoSQL 混合使用（如：Redis 缓存 + MySQL 持久化）。

数据库是数据的有序集合，DBMS 负责管理，发展历程从关系型到非关系型，实际应用常常结合使用来兼顾数据持久化和高并发性能。

二、数据库安装

2.1 环境准备

bash 复制代码

yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake

gcc / gcc-c++：编译工具

ncurses / ncurses-devel：字符终端交互库

bison：语法分析器

cmake：MySQL 编译工具

创建 MySQL 专用用户：

bash 复制代码

useradd -s /sbin/nologin mysql

2.2、源码解压与依赖

bash 复制代码

tar zxvf mysql-5.7.17.tar.gz -C /opt
tar zxvf boost_1_59_0.tar.gz -C /usr/local/
mv /usr/local/boost_1_59_0 /usr/local/boost

2.3、CMake 编译配置

进入源码目录：

bash 复制代码

cd /opt/mysql-5.7.17/

执行 cmake（关键参数）：

bash 复制代码

cmake \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
-DSYSCONFDIR=/etc \
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
-DDEFAULT_CHARSET=utf8  \
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all \
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
-DWITH_BOOST=/usr/local/boost \
-DWITH_SYSTEMD=1

编译安装：

bash 复制代码

make -j 4 && make install

⚠️ 注意：如果 CMake 出错，解决后需删除 CMakeCache.txt 再重新执行。

2.4、配置 MySQL

权限管理

bash 复制代码

chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
chown mysql:mysql /etc/my.cnf

修改配置文件 `/etc/my.cnf`

bash 复制代码

[client]
port = 3306
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
default-character-set=utf8

[mysqld]
user = mysql
basedir=/usr/local/mysql
datadir=/usr/local/mysql/data
port = 3306
character-set-server=utf8
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
bind-address = 0.0.0.0
skip-name-resolve
max_connections=2048
default-storage-engine=INNODB
max_allowed_packet=16M
server-id = 1
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES

[mysql]
port = 3306
default-character-set=utf8
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
auto-rehash

2.5、环境变量设置

bash 复制代码

echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin" >> /etc/profile
source /etc/profile

2.6、数据库初始化

bash 复制代码

cd /usr/local/mysql/bin/
./mysqld \
--initialize-insecure \
--user=mysql \
--basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data

2.7、服务管理

bash 复制代码

cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/
systemctl daemon-reload
systemctl start mysqld.service
systemctl enable mysqld
netstat -anpt | grep 3306

2.8、账号密码管理

设置 root 密码：

sql 复制代码

mysqladmin -u root -p password "123456"

登录：

sql 复制代码

mysql -u root -p123456

三、MySQL 数据库管理

3.1 数据库基本操作

3.1.1 查看数据库信息

sql 复制代码

SHOW DATABASES;

用途：显示当前 MySQL 服务器上所有数据库列表。

3.1.2 切换数据库

sql 复制代码

USE 数据库名;

用途：切换当前操作的数据库。

3.1.3 查看数据库中的表

sql 复制代码

SHOW TABLES;
SHOW TABLES IN 数据库名;

用途：显示当前数据库或指定数据库的所有表。

3.1.4 查看表结构

sql 复制代码

DESCRIBE 表名;

3.2. 常用数据类型

类型	说明	示例
INT	整型，存储整数	`id INT`
FLOAT	单精度浮点，4 字节，可表示小数	`score FLOAT`
DOUBLE	双精度浮点，8 字节	`price DOUBLE`
CHAR(n)	固定长度字符类型，长度 n，不够补空格	`name CHAR(10)`
VARCHAR(n)	可变长度字符类型，最大 n 个字符	`address VARCHAR(50)`
TEXT	文本类型	`description TEXT`
IMAGE	图片类型	`photo IMAGE`
DECIMAL(p,s)	精确数值类型，p=总长度，s=小数位	`salary DECIMAL(5,2)`

CHAR 存入长度不足时补空格，超出指定长度低版本截取，高版本报错。
主键唯一，可由多个字段组成（联合主键）。

3.3. 数据库文件存储结构

MySQL 数据目录：/usr/local/mysql/data
每个数据库对应一个子目录，每个表对应若干文件：
- MyISAM ：.frm（表结构）、.MYD（数据）、.MYI（索引）
- InnoDB：
  - 独享表空间：.ibd 文件（每表一个文件）
  - 共享表空间：ibdata 文件（多个表共用）

3.4. SQL 语句分类

分类	功能	常用语句
DDL（数据定义语言）	创建/修改/删除数据库对象	CREATE, DROP, ALTER
DML（数据操纵语言）	增删改表数据	INSERT, UPDATE, DELETE
DQL（数据查询语言）	查询数据	SELECT
DCL（数据控制语言）	用户权限管理	GRANT, REVOKE, COMMIT, ROLLBACK

3.5. DDL 操作（数据库和表管理）

3.5.1 创建数据库

sql 复制代码

CREATE DATABASE 数据库名;

3.5.2 创建数据表

sql 复制代码

CREATE TABLE 表名 (
  字段1 数据类型 [约束条件],
  字段2 数据类型 [约束条件],
  ...
  PRIMARY KEY (主键字段)
);

3.5.3 删除表

sql 复制代码

DROP TABLE 表名;
DROP TABLE 数据库名.表名;  -- 不切换数据库时使用

3.5.4 删除数据库

sql 复制代码

DROP DATABASE 数据库名;

3.5.5 修改表结构（ALTER）

sql 复制代码

-- 修改表名
ALTER TABLE 旧表名 RENAME 新表名;

-- 增加字段
ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 数据类型 [约束];

-- 修改字段  切记不要做
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧列名 新列名 数据类型 [约束];
ALTER TABLE 表名 MODIFY COLUMN 字段名 数据类型;

-- 删除字段
ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;

3.6. DML 操作（表数据管理）

3.6.1 插入数据

sql 复制代码

INSERT INTO 表名(字段1,字段2,...) VALUES (值1, 值2, ...);

示例 :

3.6.2 更新数据

sql 复制代码

UPDATE 表名 SET 字段1=值1[,字段2=值2] WHERE 条件;

示例：

sql 复制代码

UPDATE KY13 SET passwd=PASSWORD('') WHERE name='zhangsan';

3.6.3 删除数据

sql 复制代码

DELETE FROM 表名 WHERE 条件;

3.6.4 清空表

sql 复制代码

-- 方法1: DELETE
DELETE FROM 表名;

-- 方法2: TRUNCATE
TRUNCATE TABLE 表名;

DELETE 可带 WHERE 条件，可回滚，速度慢 id 号
TRUNCATE 不可回滚，速度快，ID 自增重置

3.7. DQL 操作（数据查询）

3.7.1 查询数据

sql 复制代码

SELECT 字段1,字段2 FROM 表名 WHERE 条件;
SELECT * FROM 表名;  -- 查询所有字段

3.7.2 限制查询结果

sql 复制代码

SELECT * FROM 表名 LIMIT 起始行, 查询条数;
SELECT * FROM 表名 LIMIT 2;       -- 显示前2行
SELECT * FROM 表名 LIMIT 2,3;     -- 从第2行后显示3行

3.7.3 竖向显示结果

sql 复制代码

SELECT * FROM 表名\G

3.8. 表高级操作

3.8.1 临时表

sql 复制代码

CREATE TEMPORARY TABLE 表名 (...);

临时表只存在于当前连接，会在连接关闭时自动销毁
可进行增删改查操作

3.8.2 克隆表

sql 复制代码

-- 仅复制表结构
CREATE TABLE 新表 LIKE 旧表;

-- 复制表结构和数据
CREATE TABLE 新表 AS SELECT * FROM 旧表;

3.9. 用户管理

3.9.1 创建用户

sql 复制代码

CREATE USER '用户名'@'来源地址' IDENTIFIED BY '密码';

localhost：本地登录
%：允许任意 IP 登录
密码可使用明文或加密方式

3.9.2 查看用户

sql 复制代码

USE mysql;
SELECT User, Host, authentication_string FROM user;

3.9.3 删除用户

sql 复制代码

DROP USER '用户名'@'来源地址';

3.9.4 修改密码

sql 复制代码

SET PASSWORD = PASSWORD('新密码');  -- 当前用户
SET PASSWORD FOR '用户'@'来源地址' = PASSWORD('新密码');

3.9.5 忘记 root 密码处理

修改 /etc/my.cnf 添加：

sql 复制代码

[mysqld]
skip-grant-tables  跳过 直接登陆密码

重启 MySQL 服务并直接登录
修改密码：

sql 复制代码

UPDATE mysql.user SET AUTHENTICATION_STRING=PASSWORD('新密码') WHERE user='root';
FLUSH PRIVILEGES; 刷新权限

3.10. 用户授权管理

3.10.1 授权用户

sql 复制代码

GRANT 权限列表 ON 数据库.表 TO '用户名'@'来源地址' IDENTIFIED BY '密码';

权限示例：SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, CREATE, DROP, ALTER, INDEX, EXECUTE, ALL

*.* 表示所有数据库和表

sql 复制代码

GRANT SELECT ON school.* TO 'wuyaqian'@'localhost' IDENTIFIED BY 'abc123';
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'zhangxiaohua'@'%' IDENTIFIED BY '123456';

3.10.2 查看授权

sql 复制代码

SHOW GRANTS FOR '用户名'@'来源地址';

3.10.3 撤销权限

sql 复制代码

REVOKE 权限列表 ON 数据库.表 FROM '用户名'@'来源地址';
REVOKE ALL ON *.* FROM 'lisi'@'%';

3.11. 权限说明

权限	功能
SELECT	查询数据
INSERT	插入数据
UPDATE	修改数据
DELETE	删除数据
CREATE	创建数据库/表
DROP	删除数据库/表
INDEX	建立索引
ALTER	修改表结构
EXECUTE	执行存储过程
CREATE VIEW	创建视图
SHOW VIEW	查看视图
CREATE ROUTINE	创建存储过程
ALTER ROUTINE	修改存储过程
EVENT	创建事件
TRIGGER	创建触发器
ALL PRIVILEGES	所有权限