MySQL

文章目录

MySQL
- 1.数据库
- - [1.1 数据库的概念及其发展](#1.1 数据库的概念及其发展)
  - - [1.1.1 数据库概念](#1.1.1 数据库概念)
  - [1.2 数据库的发展历史](#1.2 数据库的发展历史)
  - - [1.2.3 数据库系统阶段](#1.2.3 数据库系统阶段)
  - [1.3 数据的分类](#1.3 数据的分类)
  - - [1.3.1 结构化数据](#1.3.1 结构化数据)
    - [1.3.2 半结构化数据](#1.3.2 半结构化数据)
    - [1.3.3 非结构化数据](#1.3.3 非结构化数据)
- [2.1 SQL 语言分类及核心内容](#2.1 SQL 语言分类及核心内容)
- - [2.2 DDL：数据定义语言](#2.2 DDL：数据定义语言)
  - [2.3 DML：数据操作语言](#2.3 DML：数据操作语言)
  - - [2.3.1 插入数据（INSERT）](#2.3.1 插入数据（INSERT）)
    - [2.3.2 更新数据（UPDATE）](#2.3.2 更新数据（UPDATE）)
    - [2.3.3 删除数据（DELETE）](#2.3.3 删除数据（DELETE）)
  - [2.4 DQL：数据查询语言](#2.4 DQL：数据查询语言)
  - - [2.4.1 查询基础语法](#2.4.1 查询基础语法)
    - [2.4.2 查询限制条件（WHERE）](#2.4.2 查询限制条件（WHERE）)
    - [2.4.3 查询排序（ORDER BY）](#2.4.3 查询排序（ORDER BY）)
    - [2.4.4 查询去重（DISTINCT）](#2.4.4 查询去重（DISTINCT）)
    - [2.4.5 查询聚合函数](#2.4.5 查询聚合函数)
  - [2.5 用户管理与权限控制](#2.5 用户管理与权限控制)
  - - [2.5.1 创建用户（CREATE USER）](#2.5.1 创建用户（CREATE USER）)
    - [2.5.2 授权用户（GRANT）](#2.5.2 授权用户（GRANT）)
    - [2.5.3 查看当前用户权限（SHOW GRANTS）](#2.5.3 查看当前用户权限（SHOW GRANTS）)
    - [2.5.4 回收权限（REVOKE）](#2.5.4 回收权限（REVOKE）)
    - [2.5.5 修改用户密码（ALTER USER 和 SET PASSWORD）](#2.5.5 修改用户密码（ALTER USER 和 SET PASSWORD）)
  - [2.6 权限、用户与安全控制](#2.6 权限、用户与安全控制)
  - - [2.6.1 MySQL 授权系统核心概念](#2.6.1 MySQL 授权系统核心概念)
  - [2.7 DCL 语句的应用场景](#2.7 DCL 语句的应用场景)
  - [2.8 权限管理示例：添加用户并授权](#2.8 权限管理示例：添加用户并授权)
  - [2.9 权限按主机限制](#2.9 权限按主机限制)
  - [2.11 权限安全管理（RBAC）](#2.11 权限安全管理（RBAC）)
- [MySQL 的备份与恢复技术](#MySQL 的备份与恢复技术)
- - [3.1 备份与恢复的重要性](#3.1 备份与恢复的重要性)
  - [3.2 冷备份（物理备份）](#3.2 冷备份（物理备份）)
  - [3.3 逻辑备份（mysqldump）](#3.3 逻辑备份（mysqldump）)
  - [3.4 增量备份（基于 binlog）](#3.4 增量备份（基于 binlog）)
  - [3.5 恢复必须考虑的事项](#3.5 恢复必须考虑的事项)

1.数据库

1.1 数据库的概念及其发展

1.1.1 数据库概念

数据库(Database)是按一定逻辑结构和组织方式存储、检索和维护数据的系统。它可以看作是能够长期存储，由计算机主导，统一管理的数据集合。

不同于系统运行时的临时存储、内存中的缓存等，数据库是一个具有持久性、一致性、安全性、完整性的系统。

Database 在英文中是数据仓库的意思，中文中我们也同样称呼它为"数据库"。

1.2 数据库的发展历史

我们在学习数据库历史时，需要关注以下三个基本阶段的发展：

1.2.1 人工数据管理阶段 (ALM: Artificial Logistics Management)

时间：20世纪50年代之前的数据库管理系统均处于人工管理阶段。
特点：
- 数据类型多样，包括数字、文本、图表等。
- 数据存储依赖大量的存储设备（如纸带、磁带）。
- 数据使用批处理方式。
- 缺乏统一标准和整合方式。
局限性 ：
- 数据存储方式不统一，搜索和查询效率低。
- 数据更新和更改需要手工操作，缺乏自动化。
主要内容 ：
- 数据：存储介质中的物理文件。
- 逻辑结构：文件夹、文件。

1.2.2 文件系统管理阶段 (FMS: File Management System)

时间：20世纪50年代后期至60年代中期。
代表系统：IBM 的 System/360 采用了文件系统管理。
特点：
- 数据以文件的形式组织，有了结构化的表示方式。
- 有统一的工具来操作数据，开始引入命令行方式。
- 可支持同时读写，但数据安全性较低。
代表性文件System ：
- 磁盘文件结构的数据库系统。
- 同时支持批式操作和实时操作。
基本特点 ：
- 数据以文件夹和文件等方式保存；
- 可以跨多个系统进行多平台集成；
- 需要程序员定义模型和结构；
- 数据变更管理需要人工干预或手动操作；
- 数据更新操作在形式上仍然依赖 LOCK。.
- 数据库存储管理依赖外部管理员运行程序，如 backup、restore、delete 命令。

1.2.3 数据库系统阶段

时间：20世纪70年代至今。20世纪70年代后数据库技术进入蓬勃发展阶段。

1.2.3.1 关系型数据库系统 (RDBMS)

关系型数据库的出现标志着数据管理范式的一种转变。关系数据库采用关系模型进行数据存储和处理，数据以二维表格的形式存储和检索。

关系数据库的特点：

数据以表的形式存储，有行和列的表示；
有清晰的逻辑结构，允许结构化查询；
可支持多对多的数据关系。例如，学生和课程表之间关系可以用外键或者 JOIN ƒ表达。
人机交互通过 SQL 来实现。

今日最大跃迁：

MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server 等依托关系模型发展起来。
来自 Oracle 的关系模型设计给予了数据库管理的范式转变。
范式如第一范式、第二范式等，优化数据存储结构。

1.2.3.2 易用性、可扩展性和灵活性

数据以表格形式管理，很容易与应用开发进行连接；
数据库可支持同时操作多个数据表；
内容管理更加简洁，如 JSON、XML 等；
云服务和分布式也增加了数据库的扩展能力和网络适应性。

1.3 数据的分类

1.3.1 结构化数据

1.3.1.1 定义

结构化数据是指可以被二维表结构 所表达的数据类型，它有固定列和行结构。

1.3.1.2 典型例子

在学校管理数据库系统中，学生表就是一个典型的结构化数据。

复制代码

| stid | name  | age |
|------|-------|-----|
| 1    | 唐三  | 123 |
| 2    | 叶凡  | 456 |

1.3.1.3 数据特点

每个字段数据类型明确；
支持查询、修改、删除投射不同的操作；
可对数据进行一致性和原子性的保护；
容易与应用层对接，管理算法优雅。
每个字段具有固定的长度，存储开销较小。

1.3.1.4 优势和局限

优点：
- 数据一致性高；
- 结构清晰，易于设计；
- 支持多种数据类型，包括数字、文本、日期等。
局限：
- 当数据结构比较复杂时，可能需要更多的维护和配置；
- 大数据量的存储和查询效率会下降。

1.3.2 半结构化数据

1.3.2.1 定义

半结构化数据无法被二维表形式表达，但它提供了结构标签 集成到数据中，可以表示层次式结构。

JSON、XML、HTML、CSV、XML 也属于半结构化数据。
如此类数据缺乏统一结构，有不同的存储方式。
它的结构和内容混合在一起，也被称为"自描述结构"数据。

1.3.2.2 典型例子

json 复制代码

[
    {
        "id": 1,
        "name": "唐三",
        "gene": "male"
    },
    {
        "id": 2,
        "name": "叶凡",
        "gene": "female"
    }
]

结构形式：JSON 结构；
内容形式：字段描述与值之间的映射。

1.3.2.3 优势和局限

优点：
- 易于查询和更新：JSON 可通过 SQL 原生支持解析；
- 扩展性强：方便以后添加新字段；
- 模型独立：数据库可以不持久化中间结构，又可应用于多样化的场景。
局限：
- 查询效率低；
- 多数据分布需要设计高速结构；
- 没有统一的语言标准，某种 JSON 可能不支持 SQL 查询。

1.3.3 非结构化数据

1.3.3.1 定义

非结构化数据不是用二维表存储的，它通常以整体文件形式存放，如 PDF、视频、音频、图像及二进制文件。

1.3.3.2 特点

数据缺乏预定义的格式；
存储方式采用文件夹或文件的形式；
查询和操作需要特定的框架或工具（如 NoSQL）。

1.3.3.3 典型例子

附件文件（如 PDF、JPG）
音视频文件（如 MP4、MPEG）
零散的文件（如在一个系统里，多个用户上传资源）

2.1 SQL 语言分类及核心内容

SQL（Structured Query Language）是操作和管理关系型数据库的重要语言，按功能分为以下几类：

SQL 类型	作用	示例
DDL	数据库与表的结构管理	`CREATE DATABASE`, `CREATE TABLE`
DML	对数据库中数据的操作	`INSERT`, `UPDATE`, `DELETE`
DQL	查询操作	`SELECT`
DCL	用户权限管理	`GRANT`, `REVOKE`
TCL	事务控制	`COMMIT`, `ROLLBACK`, `BEGIN`

2.2 DDL：数据定义语言

DDL 用于定义和操作数据库、表、索引等结构。

2.2.1 创建数据库

sql 复制代码

CREATE DATABASE school;

该语句会创建一个名为 school 的数据库。

2.2.2 使用数据库

sql 复制代码

USE school;

依次进入 school 数据库，后续操作针对该库。

2.2.3 查看数据库列表

sql 复制代码

SHOW DATABASES;

显示系统中所有的数据库。

2.2.4 查看创建数据库的语句

sql 复制代码

SHOW CREATE DATABASE school;

显示创建 school 数据库时使用的 SQL 语句。

2.2.5 创建表（常见的 DDL 语句）

sql 复制代码

CREATE TABLE students (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(20) NOT NULL,
    age TINYINT,
    gender ENUM('Male', 'Female'),
    address VARCHAR(50)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

创建一个名为 students 的表，使用 InnoDB 引擎和 UTF8MB4 字符集。

2.2.6 修改表结构

修改字段类型：

sql 复制代码

ALTER TABLE students MODIFY age SMALLINT;

添加字段：

sql 复制代码

ALTER TABLE students ADD COLUMN email VARCHAR(255) AFTER name;

删除字段：

sql 复制代码

ALTER TABLE students DROP COLUMN email;

2.2.7 查看表结构

sql 复制代码

DESC students;  -- 显示表的结构和字段信息
SHOW CREATE TABLE students;  -- 显示创建表的完整 SQL 语句

DESC 语句提供更简化的结构视图，SHOW CREATE TABLE 则用于查看定义。

2.3 DML：数据操作语言

DML 用于数据的增删改操作，是数据库核心内容之一。

2.3.1 插入数据（INSERT）

插入单条数据

sql 复制代码

INSERT INTO students (name, age, gender, address) 
VALUES ('唐三', 12, 'Male', '海淀区123号');

插入多条数据

sql 复制代码

INSERT INTO students (name, age, gender, address) 
VALUES 
    ('叶凡', 18, 'Male', '朝阳区456号'),
    ('林动', 20, 'Male', '西城区789号');

插入整表数据（从另一个表复制）

sql 复制代码

INSERT INTO students SELECT * FROM other_students;

插入数据与文件导入

bash 复制代码

# 从 CSV 文件导入数据
LOAD DATA INFILE '/data/students.csv'
INTO TABLE students
FIELDS TERMINATED BY ','
LINES TERMINATED BY '\n'
IGNORE 1 LINES;

2.3.2 更新数据（UPDATE）

sql 复制代码

UPDATE students SET age = 25 WHERE id = 1;

将 id=1 的学生年龄修改为 25。

sql 复制代码

UPDATE students SET address = '北京西城区', gender = 'Female' WHERE name LIKE '林%';

更新所有名字为"林"的学生的地址与性别为"Female"。

2.3.3 删除数据（DELETE）

sql 复制代码

DELETE FROM students WHERE id = 3;

删除 id=3 的记录。

sql 复制代码

DELETE FROM students WHERE age < 18;

删除所有小于 18 岁的学生。
✅ 注意：删除数据前应该先备份，避免误删。

2.4 DQL：数据查询语言

DQL 主要用于从数据库中提取数据，是 SQL 的核心内容之一。

2.4.1 查询基础语法

sql 复制代码

SELECT * FROM students;

查询表中的所有内容。

sql 复制代码

SELECT name, age FROM students WHERE gender = 'Male';

查询男性学生的姓名和年龄。

2.4.2 查询限制条件（WHERE）

sql 复制代码

SELECT * FROM students WHERE age > 20 AND gender = 'Male';

sql 复制代码

SELECT * FROM students WHERE name LIKE '林%';

使用通配符进行模糊匹配。

2.4.3 查询排序（ORDER BY）

sql 复制代码

SELECT name, age FROM students ORDER BY age DESC;

按年龄从高位到低位排序。

2.4.4 查询去重（DISTINCT）

sql 复制代码

SELECT DISTINCT gender FROM students;

查询中不同性别。

2.4.5 查询聚合函数

常见函数包括：

COUNT(*)：统计记录总数。
AVG(age)：统计平均年龄。
MAX(age)：最大年龄。
SUM(age)：年龄总和。
GROUP BY：按字段分组统计。
JOIN：连接多个表进行复杂查询。

sql 复制代码

SELECT s.name, c.name 
FROM students AS s 
JOIN classes AS c ON s.class_id = c.id;

查询学生姓名及其所属班级。

2.5 用户管理与权限控制

2.5.1 创建用户（CREATE USER）

sql 复制代码

CREATE USER 'student'@'localhost' IDENTIFIED BY 'student_pwd';

创建一个本地用户 student，密码为 student_pwd。

2.5.2 授权用户（GRANT）

GRANT 用于给用户授予数据库对象的访问权限，示例：

sql 复制代码

GRANT SELECT, INSERT, UPDATE ON school.students TO 'student'@'localhost';

授权用户 student@localhost 对 school.students 表进行查询、插入和更新操作。

sql 复制代码

GRANT ALL PRIVILEGES ON school.* TO 'admin'@'%';

授权用户 admin@% 对 school 数据库中的所有表具有所有权限。

sql 复制代码

GRANT USAGE ON *.* TO 'readonly'@'%' IDENTIFIED BY 'r_pwd';

创建一个只读用户 readonly@%，密码为 r_pwd。
✅ 权限说明：

SELECT: 只读操作

INSERT: 插入数据

UPDATE: 更新数据

DELETE: 删除数据

ALL: 全部权限（包括查询、增删改查等）

2.5.3 查看当前用户权限（SHOW GRANTS）

sql 复制代码

SHOW GRANTS FOR 'student'@'localhost';

查看用户 student@localhost 的权限。

2.5.4 回收权限（REVOKE）

sql 复制代码

REVOKE DELETE ON school.students FROM 'student'@'localhost';

回收用户对 students 表的删除权限。

2.5.5 修改用户密码（ALTER USER 和 SET PASSWORD）

sql 复制代码

ALTER USER 'student'@'localhost' IDENTIFIED BY 'new_pwd';
SET PASSWORD FOR 'student'@'localhost' = 'new_pwd';

2.6 权限、用户与安全控制

2.6.1 MySQL 授权系统核心概念

在 MySQL 中，权限控制不仅是数据访问的判断点，还涉及如下：

主机（host）: 用户权限受限于其连接方式。
权限（privilege）: 基于数据库、表、列或全局的访问权限。
角色（role） : MySQL 有 mysql_native_password 和 caching_sha2_password 等方式。

MySQL 的用户额外权限有：

权限	说明
SELECT	查询所有数据
INSERT	插入数据
UPDATE	更新数据
DELETE	删除数据
CREATE	创建数据库或表
DROP	删除数据库或表
ALTER	修改表结构
RELOAD	重新加载索引和配置文件
SUPER	控制服务器进程（可用于管理权限）

✅ 警告：不要过度授权权限，以免造成安全漏洞或操作误用。

2.7 DCL 语句的应用场景

操作	使用场景
权限赋予	为开发账号授权查询与更新权限
管理员权限	用于数据操作、查询及管理
回收权限	防止普通用户误操作
修改密码	保证密码安全更新
创建只读账号	增强数据库安全性

2.8 权限管理示例：添加用户并授权

mysql 复制代码

-- 创建用户
CREATE USER 'app_user'@'192.168.0.100' IDENTIFIED BY 'supersecure123';

-- 授权用户访问名为 test 的数据库
GRANT SELECT, INSERT ON test.* TO 'app_user'@'192.168.0.100';

-- 授权用户具有创建和管理数据库的权限
GRANT CREATE, DROP ON test.* TO 'app_user'@'192.168.0.100';

-- 提交权限
FLUSH PRIVILEGES;

填写 app_user@192.168.0.100 账户拥有对 test 数据库的查询和插入权限，这时即使用户账号变更也可保持权限完整性。

2.9 权限按主机限制

MySQL 支持基于主机的权限管理，这样可以实现网段或 IP 级别防护。

示例：按 IP 授权用户

sql 复制代码

-- 创建可访问 IP 为 192.168.0.1 上的数据库的用户
CREATE USER 'guest'@'192.168.0.1' IDENTIFIED BY 'guest123';

-- 授权该用户访问特定数据库
GRANT SELECT, UPDATE ON school.students TO 'guest'@'192.168.0.1';

账户权限限于 192.168.0.1，本地用户使用 localhost。

2.11 权限安全管理（RBAC）

RBAC（Role-Based Access Control）是一种基于角色的访问控制模型。

示例：

sql 复制代码

-- 创建角色 'student_role'
CREATE ROLE 'student_role';

-- 授权角色的权限
GRANT SELECT, INSERT ON school.students TO 'student_role';

-- 将角色授予用户
GRANT 'student_role' TO 'student'@'localhost';

-- 提交权限
FLUSH PRIVILEGES;

这样可以避免直接交互数据库用户名和密码，减少敏感信息暴露。

MySQL 的备份与恢复技术

3.1 备份与恢复的重要性

在运维工作中，数据安全 和灾难恢复是至关重要的部分。MySQL 提供了多种备份方式，包括：

冷备份（物理备份）
逻辑备份（mysqldump 工具）
增量备份（基于 binlog）
恢复备份

这些备份方式各有适用场景，运维工程师应根据实际情况选择合适的备份方法。

3.2 冷备份（物理备份）

3.2.1 定义

冷备份是一种完全停机 的状态下对数据库物理文件进行复制的方式，通常适用于：

运维窗口期间的全量备份；
数据库服务器更新或迁移前的备份；
对于某些不频繁变更的数据库；

3.2.2 冷备份原理

冷备份的核心是使用数据库的数据目录，通常包含以下文件：

数据库文件（*.ibd、*.frm、*.myd、*.myi 等）
配置文件（my.cnf 或 my.ini）
日志文件（binlog、error.log、relay.log 等）

3.2.3 冷备份操作步骤

步骤一：停止 MySQL 服务

bash 复制代码

systemctl stop mysqld

步骤二：复制数据目录

bash 复制代码

cp -r /var/lib/mysql /backup/mysql_backup_$(date +%Y%m%d)

步骤三：记录配置信息

bash 复制代码

cp /etc/my.cnf /backup/mysql_config_$(date +%Y%m%d).cnf

✅ 注意：在备份前必须确保 MySQL 服务已停止，否则会存在数据不一致的风险。

3.2.4 冷备份的恢复方式

恢复冷备份前，必须恢复数据目录 和配置文件，操作如下：

步骤一：停止 MySQL 服务

bash 复制代码

systemctl stop mysqld

步骤二：删除原有数据目录

bash 复制代码

rm -rf /var/lib/mysql

步骤三：替换为备份数据

bash 复制代码

cp -r /backup/mysql_backup_20250421 /var/lib/mysql

步骤四：启动 MySQL 服务

bash 复制代码

systemctl start mysqld

步骤五：验证备份

bash 复制代码

mysql -u root -p -e "SHOW DATABASES;"

3.3 逻辑备份（mysqldump）

3.3.1 定义

逻辑备份是指将数据库的结构和数据以 SQL 文件形式 保存，适合常规的数据迁移、备份管理 及只读访问场景。

3.3.2 逻辑备份命令详解

备份单个数据库

bash 复制代码

mysqldump -u root -p school > school_backup.sql

将 school 数据库导出为 SQL 文件。

备份单个表

bash 复制代码

mysqldump -u root -p school.students > students_backup.sql

备份整个数据库（所有数据库）

bash 复制代码

mysqldump -u root -p --all-databases > all_backup.sql

备份时指定字符集

bash 复制代码

mysqldump -u root -p --default-character-set=utf8mb4 school > school_utf8mb4_backup.sql

备份时指定压缩****

bash 复制代码

mysqldump -u root -p school > school_backup.sql | gzip > school_backup.sql.gz

3.3.3 逻辑备份的恢复方式

从 SQL 文件中恢复数据

bash 复制代码

mysql -u root -p school < school_backup.sql

从压缩 SQL 文件恢复数据

bash 复制代码

gzip -d school_backup.sql.gz | mysql -u root -p school

3.4 增量备份（基于 binlog）

3.4.1 增量备份定义

增量备份是指在上一次完整备份之后 ，仅备份发生变化的数据 ，常用于灾备与审计场景。

3.4.2 增量备份原理

MySQL 中的增量备份 主要通过binlog（二进制日志）实现。它记录了所有对数据库的修改操作，如：

插入（INSERT）
更新（UPDATE）
删除（DELETE）

3.4.3 增量备份操作步骤

步骤一：开启 binlog

编辑 my.cnf 或 my.ini，添加以下内容：

ini 复制代码

[mysqld]
log-bin = mysql-bin
server-id = 1
binlog-format = ROW  # 记录行的增删改操作

步骤二：重启 MySQL 服务

bash 复制代码

systemctl restart mysqld

步骤三：设置 binlog 备份时间点

bash 复制代码

mysql> FLUSH LOGS;  # 生成新的 binlog 文件
mysql> SHOW MASTER STATUS;  # 查看当前的 binlog 位置

✅ 这两个命令帮助确定备份点，以便进行增量恢复。

步骤四：对 binlog 进行备份（如使用 mysqldump 备份后记录 binlog 信息）

bash 复制代码

# 保存当前 binlog 文件名和位置
mysql> SET GLOBAL log_bin_basename = '/var/lib/mysql/mysql-bin.000010';
mysql> SET GLOBAL binlog_file = 'mysql-bin.000010';
mysql> SET GLOBAL binlog_pos = 123456;

步骤五：执行增量恢复（使用 mysqlbinlog 工具）

bash 复制代码

mysqlbinlog /var/lib/mysql/mysql-bin.000010 --start-position=123456 | mysql -u root -p school

3.5 恢复必须考虑的事项

恢复要点	说明
备份完整性	目录或 SQL 文件未损坏
权限问题	恢复数据库时需要对应用户权限
字符集匹配	逻辑备份的字符集与目标环境一致
binlog 模式	增量恢复时需要注意 ROW / MIXED / STATEMENT 模式
物理备份一致性	在冷备份中需要注意表结构是否最新
测试性恢复	建议在测试环境或沙箱中练习恢复流程