数据库、表、字段：理解MySQL的三层结构

什么是数据库？

数据库是一个逻辑容器，用来存放相关的数据集合。它就像一个大文件夹，里面存放着各种相关的数据文件。

-- 查看当前MySQL实例中的所有数据库
SHOW DATABASES;

-- 创建新的数据库
CREATE DATABASE my_shop 
CHARACTER SET utf8mb4 
COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

-- 切换到指定数据库
USE my_shop;

-- 删除数据库（生产环境谨慎使用！）
-- DROP DATABASE my_shop;

-- 查看当前使用的数据库
SELECT DATABASE();

MySQL自带的系统数据库：

-- 系统数据库，不要随意修改
SHOW DATABASES LIKE '%schema%';

-- information_schema：数据库元数据信息库
-- mysql：用户权限和系统配置
-- performance_schema：性能监控数据
-- sys：系统监控和诊断视图

数据库设计最佳实践：

-- 按业务模块划分数据库
CREATE DATABASE user_center    CHARACTER SET utf8mb4;  -- 用户中心
CREATE DATABASE order_system   CHARACTER SET utf8mb4;  -- 订单系统  
CREATE DATABASE product_catalog CHARACTER SET utf8mb4; -- 商品目录
CREATE DATABASE finance        CHARACTER SET utf8mb4;  -- 财务系统

-- 为测试环境创建数据库
CREATE DATABASE my_shop_test CHARACTER SET utf8mb4;

一、数据表（Table）：数据的组织框架

表是数据库中实际存储数据的地方，由行（记录）和列（字段）组成。

-- 创建用户表
CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE,
    age TINYINT UNSIGNED,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
) ENGINE=InnoDB COMMENT='用户基本信息表';

-- 查看数据库中的所有表
SHOW TABLES;

-- 查看表的结构信息
DESCRIBE users;
-- 或者
SHOW COLUMNS FROM users;

-- 查看表的详细创建语句
SHOW CREATE TABLE users;

-- 删除表
-- DROP TABLE users;

表的存储引擎选择：

-- InnoDB（推荐默认使用）
CREATE TABLE innodb_table (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50)
) ENGINE=InnoDB;

-- MyISAM（适合读多写少的场景）
CREATE TABLE myisam_table (
    id INT PRIMARY KEY,
    log_text TEXT
) ENGINE=MyISAM;

-- MEMORY（内存表，临时数据）
CREATE TABLE memory_table (
    id INT PRIMARY KEY,
    session_data VARCHAR(255)
) ENGINE=MEMORY;

表的常见类型和用途：

-- 1. 主表：存储核心业务数据
CREATE TABLE products (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(200) NOT NULL,
    price DECIMAL(10,2) NOT NULL,
    stock INT DEFAULT 0,
    status ENUM('active', 'inactive') DEFAULT 'active'
) COMMENT='商品主表';

-- 2. 关联表：处理多对多关系
CREATE TABLE user_roles (
    user_id INT NOT NULL,
    role_id INT NOT NULL,
    assigned_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    PRIMARY KEY (user_id, role_id),
    INDEX idx_role_id (role_id)
) COMMENT='用户角色关联表';

-- 3. 日志表：记录操作历史
CREATE TABLE access_logs (
    id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    action VARCHAR(50) NOT NULL,
    ip_address VARCHAR(45),
    user_agent TEXT,
    log_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    INDEX idx_user_time (user_id, log_time),
    INDEX idx_action_time (action, log_time)
) COMMENT='访问日志表';

-- 4. 配置表：存储系统配置
CREATE TABLE system_config (
    config_key VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
    config_value TEXT NOT NULL,
    config_group VARCHAR(50) DEFAULT 'general',
    description VARCHAR(200),
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
) COMMENT='系统配置表';

二、字段（Column）：数据的详细定义

字段定义了表中每一列数据的类型、约束和特性。

完整的数据类型指南：

CREATE TABLE data_type_demo (
    -- 【整数类型】
    id BIGINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,  -- 大整数，自增主键
    user_id INT UNSIGNED NOT NULL,                  -- 用户ID
    age TINYINT UNSIGNED,                           -- 年龄，0-255
    status TINYINT DEFAULT 1,                       -- 状态标志
    vote_count MEDIUMINT DEFAULT 0,                 -- 投票数
    
    -- 【字符串类型】
    username VARCHAR(50) NOT NULL,                  -- 用户名，变长字符串
    fixed_code CHAR(10),                            -- 固定长度代码
    email VARCHAR(254),                             -- 邮箱地址
    description TEXT,                               -- 长文本描述
    bio LONGTEXT,                                   -- 超长文本
    
    -- 【枚举和集合类型】
    gender ENUM('M', 'F', 'U'),                     -- 性别枚举
    tags SET('featured', 'hot', 'new', 'recommend'), -- 标签集合
    
    -- 【时间日期类型】
    birthday DATE,                                  -- 出生日期
    login_time DATETIME,                            -- 登录时间
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, -- 创建时间
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP 
        ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,                -- 更新时间
    
    -- 【数值类型】
    price DECIMAL(10,2),                            -- 价格，精确小数
    discount FLOAT(5,2),                            -- 折扣率
    rating DOUBLE(3,1),                             -- 评分
    
    -- 【二进制类型】
    avatar BLOB,                                    -- 用户头像
    contract MEDIUMBLOB,                            -- 合同文件
    is_active BOOLEAN DEFAULT TRUE,                 -- 是否激活
    
    -- 【JSON类型（MySQL 5.7+）】
    preferences JSON                                -- 用户偏好设置
);

字段约束详解：

CREATE TABLE constraint_demo (
    -- 主键约束
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    
    -- 非空约束
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    
    -- 唯一约束
    email VARCHAR(100) UNIQUE,
    phone VARCHAR(20) UNIQUE,
    
    -- 默认值
    status INT DEFAULT 1,
    created_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    
    -- 外键约束
    department_id INT,
    FOREIGN KEY (department_id) 
        REFERENCES departments(id)
        ON DELETE SET NULL
        ON UPDATE CASCADE,
    
    -- 检查约束（MySQL 8.0.16+）
    age INT CHECK (age >= 0 AND age <= 150),
    salary DECIMAL(10,2) CHECK (salary >= 0),
    
    -- 自动更新
    updated_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP 
        ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
);

三、三层结构的完整示例

让我们通过一个电商系统来理解三层结构：

-- 1. 创建数据库
CREATE DATABASE ecommerce 
CHARACTER SET utf8mb4 
COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

USE ecommerce;

-- 2. 创建部门表
CREATE TABLE departments (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
    manager_id INT,
    budget DECIMAL(12,2) DEFAULT 0,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
) COMMENT='部门表';

-- 3. 创建员工表
CREATE TABLE employees (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    employee_no VARCHAR(20) UNIQUE NOT NULL,
    first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
    phone VARCHAR(20),
    salary DECIMAL(10,2) NOT NULL CHECK (salary >= 0),
    department_id INT NOT NULL,
    hire_date DATE NOT NULL,
    birth_date DATE,
    address TEXT,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    
    -- 外键约束
    FOREIGN KEY (department_id) 
        REFERENCES departments(id)
        ON DELETE RESTRICT
        ON UPDATE CASCADE,
    
    -- 索引
    INDEX idx_department (department_id),
    INDEX idx_name (last_name, first_name),
    INDEX idx_hire_date (hire_date)
) COMMENT='员工表';

-- 4. 插入测试数据
INSERT INTO departments (name, budget) VALUES 
('技术部', 1000000.00),
('销售部', 800000.00),
('人事部', 500000.00),
('财务部', 600000.00);

INSERT INTO employees (employee_no, first_name, last_name, email, salary, department_id, hire_date) VALUES 
('TECH001', '张', '三', 'zhang.san@company.com', 15000.00, 1, '2023-01-15'),
('SALE001', '李', '四', 'li.si@company.com', 12000.00, 2, '2023-02-20'),
('HR001', '王', '五', 'wang.wu@company.com', 10000.00, 3, '2023-03-10');

-- 5. 查询示例
-- 查看所有员工及其部门
SELECT 
    e.employee_no,
    CONCAT(e.last_name, e.first_name) AS full_name,
    e.email,
    d.name AS department_name,
    e.salary
FROM employees e
JOIN departments d ON e.department_id = d.id
WHERE e.salary > 10000
ORDER BY e.salary DESC;

-- 6. 更新数据
UPDATE employees 
SET salary = salary * 1.1 
WHERE department_id = 1;

-- 7. 删除数据（谨慎操作）
-- DELETE FROM employees WHERE employee_no = 'TECH001';

四、设计最佳实践和规范

1. 命名规范：

-- 正确的命名
CREATE TABLE user_accounts (           -- 表名使用复数形式
    user_id BIGINT UNSIGNED PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,     -- 字段名清晰明确
    email_address VARCHAR(254),        -- 使用完整单词
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
) COMMENT='用户账户表';

-- 避免的命名方式
CREATE TABLE tbl_usr (                 -- 避免使用缩写
    usr_id INT,                        -- 缩写不明确
    u_nm VARCHAR(50),                  -- 难以理解
    eml VARCHAR(100)                   -- 缩写不标准
);

2. 字段设计原则：

CREATE TABLE well_designed_table (
    -- 主键设计
    id BIGINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '主键ID',
    
    -- 业务字段
    uuid CHAR(36) NOT NULL UNIQUE COMMENT '全局唯一标识',
    user_code VARCHAR(20) NOT NULL UNIQUE COMMENT '用户编码',
    
    -- 时间字段
    created_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    updated_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP 
        ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    deleted_time TIMESTAMP NULL COMMENT '删除时间',
    
    -- 状态字段
    record_status TINYINT DEFAULT 1 COMMENT '记录状态：1-正常 0-删除',
    
    -- 索引
    INDEX idx_user_code (user_code),
    INDEX idx_created_time (created_time)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='设计良好的示例表';

3. 表关系设计模式：

-- 一对一关系（用户和用户详情）
CREATE TABLE users (
    user_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
    password_hash VARCHAR(255) NOT NULL
);

CREATE TABLE user_profiles (
    user_id INT PRIMARY KEY,  -- 与users表主键相同
    real_name VARCHAR(100),
    avatar_url VARCHAR(500),
    bio TEXT,
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id)
);

-- 一对多关系（部门和员工）
CREATE TABLE departments (
    dept_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    dept_name VARCHAR(100) NOT NULL
);

CREATE TABLE employees (
    emp_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    emp_name VARCHAR(100) NOT NULL,
    dept_id INT NOT NULL,
    FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES departments(dept_id)
        ON DELETE CASCADE
        ON UPDATE CASCADE,
    INDEX idx_dept_id (dept_id)
);

-- 多对多关系（学生和课程）
CREATE TABLE students (
    student_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    student_name VARCHAR(100) NOT NULL
);

CREATE TABLE courses (
    course_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    course_name VARCHAR(100) NOT NULL
);

CREATE TABLE student_courses (
    student_id INT NOT NULL,
    course_id INT NOT NULL,
    enrolled_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    score DECIMAL(5,2),
    PRIMARY KEY (student_id, course_id),
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id),
    FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id)
);

五、管理和维护操作

常用管理命令：

-- 表操作
-- 重命名字段
ALTER TABLE users CHANGE COLUMN old_name new_name VARCHAR(100);

-- 添加主键
ALTER TABLE users ADD PRIMARY KEY (id);

-- 添加外键
ALTER TABLE orders ADD FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id);

-- 重命名表
ALTER TABLE old_table_name RENAME TO new_table_name;

-- 修改表注释
ALTER TABLE users COMMENT = '用户信息表';

-- 添加多个字段
ALTER TABLE users 
ADD COLUMN wechat VARCHAR(50) AFTER phone,
ADD COLUMN birthday DATE AFTER wechat;

-- 清空表数据（不可恢复）
TRUNCATE TABLE temp_data;

-- 复制表结构
CREATE TABLE new_table LIKE original_table;

-- 复制表结构和数据
CREATE TABLE new_table AS SELECT * FROM original_table;

信息查询技巧：

-- 查看数据库信息
SELECT * FROM information_schema.SCHEMATA 
WHERE SCHEMA_NAME = 'ecommerce';

-- 查看表信息
SELECT * FROM information_schema.TABLES 
WHERE TABLE_SCHEMA = 'ecommerce';

-- 查看字段信息
SELECT 
    TABLE_NAME,
    COLUMN_NAME,
    DATA_TYPE,
    IS_NULLABLE,
    COLUMN_DEFAULT,
    COLUMN_COMMENT
FROM information_schema.COLUMNS 
WHERE TABLE_SCHEMA = 'ecommerce' 
ORDER BY TABLE_NAME, ORDINAL_POSITION;

-- 查看表大小
SELECT 
    TABLE_NAME AS `Table`,
    ROUND((DATA_LENGTH + INDEX_LENGTH) / 1024 / 1024, 2) AS `Size (MB)`
FROM information_schema.TABLES 
WHERE TABLE_SCHEMA = 'ecommerce'
ORDER BY (DATA_LENGTH + INDEX_LENGTH) DESC;

六、练习

任务：设计一个博客系统数据库结构

-- 创建数据库
CREATE DATABASE blog_system CHARACTER SET utf8mb4;
USE blog_system;

-- 你的设计代码在这里...
-- 需要创建：用户表、文章表、分类表、标签表、评论表

参考答案：

-- 用户表
CREATE TABLE users (
    user_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL COMMENT '用户名',
    email VARCHAR(254) UNIQUE NOT NULL COMMENT '邮箱',
    password_hash VARCHAR(255) NOT NULL COMMENT '密码哈希',
    display_name VARCHAR(100) COMMENT '显示名称',
    avatar_url VARCHAR(500) COMMENT '头像URL',
    bio TEXT COMMENT '个人简介',
    role ENUM('admin', 'author', 'user') DEFAULT 'user' COMMENT '角色',
    is_active BOOLEAN DEFAULT TRUE COMMENT '是否激活',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间'
) COMMENT='用户表';

-- 分类表
CREATE TABLE categories (
    category_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    category_name VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE COMMENT '分类名称',
    description TEXT COMMENT '分类描述',
    parent_id INT DEFAULT NULL COMMENT '父分类ID',
    sort_order INT DEFAULT 0 COMMENT '排序',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    FOREIGN KEY (parent_id) REFERENCES categories(category_id)
) COMMENT='文章分类表';

-- 文章表
CREATE TABLE articles (
    article_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    title VARCHAR(200) NOT NULL COMMENT '文章标题',
    content LONGTEXT NOT NULL COMMENT '文章内容',
    excerpt TEXT COMMENT '文章摘要',
    cover_image VARCHAR(500) COMMENT '封面图',
    author_id INT NOT NULL COMMENT '作者ID',
    category_id INT COMMENT '分类ID',
    status ENUM('draft', 'published', 'archived') DEFAULT 'draft' COMMENT '状态',
    view_count INT DEFAULT 0 COMMENT '阅读数',
    comment_count INT DEFAULT 0 COMMENT '评论数',
    like_count INT DEFAULT 0 COMMENT '点赞数',
    published_at TIMESTAMP NULL COMMENT '发布时间',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    FOREIGN KEY (author_id) REFERENCES users(user_id),
    FOREIGN KEY (category_id) REFERENCES categories(category_id),
    INDEX idx_author_status (author_id, status),
    INDEX idx_category_status (category_id, status),
    INDEX idx_published_at (published_at)
) COMMENT='文章表';

-- 标签表
CREATE TABLE tags (
    tag_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    tag_name VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE COMMENT '标签名称',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间'
) COMMENT='标签表';

-- 文章标签关联表
CREATE TABLE article_tags (
    article_id INT NOT NULL,
    tag_id INT NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    PRIMARY KEY (article_id, tag_id),
    FOREIGN KEY (article_id) REFERENCES articles(article_id) ON DELETE CASCADE,
    FOREIGN KEY (tag_id) REFERENCES tags(tag_id) ON DELETE CASCADE,
    INDEX idx_tag_id (tag_id)
) COMMENT='文章标签关联表';

-- 评论表
CREATE TABLE comments (
    comment_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    article_id INT NOT NULL COMMENT '文章ID',
    user_id INT NOT NULL COMMENT '用户ID',
    parent_id INT DEFAULT NULL COMMENT '父评论ID',
    content TEXT NOT NULL COMMENT '评论内容',
    is_approved BOOLEAN DEFAULT TRUE COMMENT '是否审核通过',
    like_count INT DEFAULT 0 COMMENT '点赞数',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
    FOREIGN KEY (article_id) REFERENCES articles(article_id) ON DELETE CASCADE,
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id),
    FOREIGN KEY (parent_id) REFERENCES comments(comment_id) ON DELETE CASCADE,
    INDEX idx_article_id (article_id),
    INDEX idx_user_id (user_id),
    INDEX idx_parent_id (parent_id)
) COMMENT='评论表';

总结

MySQL三层结构核心要点：

1. 数据库：数据的逻辑容器，按业务模块划分
2. 表：数据的组织框架，定义数据结构
3. 字段：数据的详细定义，包括类型和约束

设计关键原则：

• 合理的命名规范
• 恰当的数据类型选择
• 完整的约束定义
• 清晰的表关系设计
• 适当的索引策略

数据库设计就像建筑蓝图------结构合理、规划周到，后续的开发和维护就会事半功倍！