一、MySQL架构与连接
1.1 MySQL基础架构
MySQL是一个客户端-服务器模型的数据库管理系统，其核心架构包含：
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客户端：用户通过命令行、图形工具或应用程序接口连接
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MySQL服务器：处理连接、查询解析、优化和执行
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存储引擎：负责数据的实际存储和检索（如InnoDB、MyISAM）
1.2 连接MySQL
-- 基本连接命令
mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p
-- 连接参数说明
-h：主机地址
-P：端口号（默认3306）
-u：用户名
-p：密码（交互式输入）二、数据库与表操作
2.1 数据库管理
数据库是表的集合，类似于文件夹的概念：
-- 创建数据库（必须指定编码）
CREATE DATABASE db_name
CHARACTER SET utf8mb4
COLLATE utf8mb4_general_ci;
-- 编码与校对集
-- CHARACTER SET：数据存储编码格式
-- COLLATE：字符比较和排序规则重要原则：数据库无默认编码时，必须显式指定编码，避免字符集不匹配导致的乱码问题。
2.2 表结构与约束
表是数据的实际存储单元，约束保证数据的完整性和可用性：
常用约束类型
-- 创建带约束的表
CREATE TABLE t1 (
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 主键约束
name VARCHAR(20) NOT NULL, -- 非空约束
age INT DEFAULT 18, -- 默认值约束
email VARCHAR(50) UNIQUE, -- 唯一约束
gender ENUM('男','女') CHECK (gender IN ('男','女')) -- 检查约束
);约束的作用
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数据完整性：确保插入的数据符合预期格式
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业务规则：强制执行业务逻辑
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数据一致性：防止无效或矛盾的数据
三、核心约束详解
3.1 主键约束
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唯一标识表中的每一行
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不能重复，不能为NULL
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通常是整数类型
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可以是单列或多列（复合主键）
-- 复合主键示例
CREATE TABLE course_selection (
student_id INT,
course_id INT,
PRIMARY KEY (student_id, course_id)
);
3.2 外键约束
外键建立表之间的关联关系，并产生约束：
-- 主表
CREATE TABLE class (
class_id INT PRIMARY KEY,
class_name VARCHAR(20)
);
-- 从表（包含外键）
CREATE TABLE student (
student_id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(20),
class_id INT,
FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(class_id)
);外键作用：
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关联关系：建立表之间的逻辑连接
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数据约束：确保参照完整性
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不能插入主表中不存在的数据
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不能删除被从表引用的主表数据
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四、数据操作与查询
4.1 数据插入与异常处理
-- 基本插入
INSERT INTO t1 (name, age) VALUES ('张三', 20);
-- 常见错误处理
-- 错误：[22003] Out of range value for column 'num' at row 1
-- 原因：插入的值超出了列定义的范围4.2 数据查询与排序
基本查询语法
-- 单表查询
SELECT * FROM exam_result ORDER BY math DESC;
-- 条件查询
SELECT * FROM emp WHERE sal BETWEEN 1000 AND 2000;
-- 多条件查询
SELECT * FROM exam_result
WHERE math >= 60 AND english >= 60;排序与限制
-- 多列排序
SELECT name, math, english, chinese
FROM exam_result
ORDER BY math DESC, english ASC, chinese ASC;
-- 分页查询
SELECT * FROM exam_result
ORDER BY total DESC
LIMIT 3 OFFSET 0; -- 显示前3条
-- LIMIT的本质是"显示"，不是"选择"4.3 高级查询技巧
别名与计算列
-- 使用别名
SELECT name, (math + english + chinese) AS total
FROM exam_result
ORDER BY total DESC;
-- 条件别名
SELECT name,
CASE
WHEN math >= 90 THEN '优秀'
WHEN math >= 60 THEN '及格'
ELSE '不及格'
END AS math_level
FROM exam_result;分组与聚合
-- 按部门统计
SELECT deptno,
COUNT(*) AS emp_count,
AVG(sal) AS avg_salary
FROM emp
GROUP BY deptno;五、多表连接查询
5.1 连接类型
-- 内连接（显示有成绩的学生）
SELECT stu.name, exam.score
FROM student stu
INNER JOIN exam ON stu.id = exam.student_id;
-- 左外连接（显示所有学生，包括无成绩的）
SELECT stu.name, exam.score
FROM student stu
LEFT JOIN exam ON stu.id = exam.student_id;
-- 右外连接（显示所有成绩，包括无对应学生的）
SELECT stu.name, exam.score
FROM student stu
RIGHT JOIN exam ON stu.id = exam.student_id;5.2 连接查询案例
-- 案例1：显示SMITH的名字和部门名称
SELECT e.ename, d.dname
FROM emp e
JOIN dept d ON e.deptno = d.deptno
WHERE e.ename = 'SMITH';
-- 案例2：列出部门名称和员工信息，同时列出无员工的部门
SELECT d.dname, e.*
FROM dept d
LEFT JOIN emp e ON d.deptno = e.deptno;六、数据完整性实践
6.1 数据类型验证
MySQL会严格检查数据类型的合法性：
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数值类型：检查范围是否越界
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字符串类型：检查长度是否超限
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日期类型：检查格式是否合法
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枚举类型：检查值是否在允许范围内
6.2 约束的协同工作
-- 创建表时综合使用多种约束
CREATE TABLE employees (
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
emp_no VARCHAR(10) UNIQUE NOT NULL,
name VARCHAR(50) NOT NULL,
dept_id INT,
salary DECIMAL(10,2) DEFAULT 0.00 CHECK (salary >= 0),
FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES departments(id)
);七、性能优化建议
7.1 查询优化
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避免SELECT*：只选择需要的列
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合理使用索引：在WHERE、JOIN、ORDER BY涉及的列上创建索引
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注意数据类型匹配：避免隐式类型转换
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合理分页：使用LIMIT限制返回的行数
7.2 设计优化
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选择合适的数据类型：用最小合适的数据类型
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规范化设计：合理划分表结构，避免数据冗余
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建立合适的约束：在数据库层面保证数据质量
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设计良好的主键：使用简单、有序的主键
八、常见问题与解决方案
8.1 连接问题
# 常见连接错误
ERROR 12709: Unable to bind to hostname or IP
# 解决方案：检查主机名、端口、防火墙设置8.2 权限问题
-- 权限不足的解决方法
GRANT ALL PRIVILEGES ON database.* TO 'username'@'host';
FLUSH PRIVILEGES;8.3 性能问题
-- 使用EXPLAIN分析查询
EXPLAIN SELECT * FROM emp WHERE deptno = 10;总结
MySQL是一个功能强大、应用广泛的关系型数据库管理系统。通过本文的学习，你应该掌握：
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基础操作：数据库的创建、表的定义、数据的CRUD
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约束管理：主键、外键、唯一、非空等约束的使用
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查询技巧：单表查询、多表连接、排序分组
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数据完整性：通过各种约束保证数据质量
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性能优化：基本的查询优化和设计原则
记住，良好的数据库设计是应用成功的基础。始终从业务需求出发，合理设计表结构，建立必要的约束，才能构建出稳定、高效的数据存储系统。