数据库MySQL：常用语法 / MySQL 核心知识技能梳理

一、数据库操作

1.1 创建与管理

-- 基本语法
CREATE DATABASE database_name;

-- 完整语法（指定字符集和排序规则）
-- 推荐使用 utf8mb4 以支持 emoji 和所有 Unicode 字符
CREATE DATABASE database_name
  CHARACTER SET utf8mb4
  COLLATE utf8mb4_unicode_ci; -- 或 utf8mb4_general_ci (性能稍好，但排序精度稍低)

-- 如果不存在则创建（避免报错）
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS database_name;

-- 查看所有数据库
SHOW DATABASES;

-- 选择/切换数据库
USE database_name;

-- 查看当前数据库
SELECT DATABASE();

-- 删除数据库
DROP DATABASE database_name;
DROP DATABASE IF EXISTS database_name;

1.2 修改数据库

-- 修改数据库字符集（注意：此操作不会转换已有表的字符集）
ALTER DATABASE database_name
  CHARACTER SET utf8mb4
  COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

二、表操作

2.1 数据类型（补充）

分类	类型	说明
整数	TINYINT, SMALLINT, MEDIUMINT, INT, BIGINT	可选 UNSIGNED（无符号），INT(11) 中的 11 仅为显示宽度，与存储大小无关
小数	DECIMAL(M,D), FLOAT, DOUBLE	DECIMAL 用于精确计算（如金额），M是总位数，D是小数位数
字符串	CHAR(n), VARCHAR(n), TEXT, LONGTEXT	VARCHAR 变长，节省空间；TEXT 类型不能有默认值
日期时间	DATE, TIME, DATETIME, TIMESTAMP, YEAR	TIMESTAMP 受时区影响，范围较小；DATETIME 范围大，不受时区影响
二进制	BLOB, LONGBLOB, BINARY, VARBINARY	存储图片、文件等二进制数据
枚举	ENUM('a','b','c')	单选，内部存储为整数，最多 65535 个成员
集合	SET('a','b','c')	多选，最多 64 个成员
JSON	JSON	MySQL 5.7+ 支持，提供高效的 JSON 文档存储和查询
空间数据	GEOMETRY, POINT, LINESTRING, POLYGON	用于地理空间数据

2.2 创建表（增强）

-- 完整示例（包含更多约束和选项）
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
  id BIGINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  username VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
  email VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '邮箱',
  age TINYINT UNSIGNED DEFAULT 0 COMMENT '年龄',
  status ENUM('active', 'inactive', 'banned') NOT NULL DEFAULT 'active' COMMENT '状态',
  created_at DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  updated_at DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  
  -- 约束
  PRIMARY KEY (id),
  UNIQUE KEY uk_username (username),
  UNIQUE KEY uk_email (email),
  INDEX idx_status_age (status, age), -- 复合索引
  
  -- 外键约束
  -- ON DELETE CASCADE: 主表删除时，从表关联行也删除
  -- ON DELETE SET NULL: 主表删除时，从表关联字段设为NULL
  -- ON UPDATE CASCADE: 主表主键更新时，从表关联字段也更新
  FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES departments(id) ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT='用户表';

-- 分区表（适用于大数据量）
CREATE TABLE sales_log (
  id INT AUTO_INCREMENT,
  sale_date DATE NOT NULL,
  amount DECIMAL(10, 2),
  PRIMARY KEY (id, sale_date) -- 分区键必须是主键的一部分
)
PARTITION BY RANGE (YEAR(sale_date)) (
  PARTITION p2022 VALUES LESS THAN (2023),
  PARTITION p2023 VALUES LESS THAN (2024),
  PARTITION p2024 VALUES LESS THAN (2025)
);

-- 创建表时指定存储引擎和字符集
-- ENGINE=InnoDB (支持事务、行锁、外键)
-- ENGINE=MyISAM (不支持事务，表锁，全文索引，旧版本默认)
-- ENGINE=Memory (数据存于内存，速度快，重启后丢失)

2.3 修改表

-- 修改表名
ALTER TABLE old_name RENAME TO new_name;
RENAME TABLE old_name TO new_name;

-- 修改列（重命名+改类型+改约束）
ALTER TABLE table_name CHANGE old_col_name new_col_name new_datatype [NOT NULL] [DEFAULT 'value'];

-- 仅修改列的约束或默认值（比 CHANGE 更高效）
ALTER TABLE table_name MODIFY col_name datatype NOT NULL DEFAULT 'new_default';

-- 添加/删除外键
ALTER TABLE table_name ADD CONSTRAINT fk_name FOREIGN KEY (col) REFERENCES other_table(id);
ALTER TABLE table_name DROP FOREIGN KEY fk_name;

-- 表选项
ALTER TABLE table_name ROW_FORMAT=DYNAMIC; -- 优化行存储格式
ALTER TABLE table_name COMMENT = '新的表注释';

三、数据操作（CRUD）

3.1 插入数据 (INSERT)

-- 批量插入并忽略错误
INSERT IGNORE INTO table_name (id, name) VALUES (1, 'a'), (2, 'b');

-- 批量插入并更新（UPSERT）
INSERT INTO table_name (id, name, count) VALUES (1, 'a', 10), (2, 'b', 20)
ON DUPLICATE KEY UPDATE count = VALUES(count) + count; -- VALUES() 函数引用待插入的值

-- 使用 SET 语法插入（更灵活）
INSERT INTO table_name SET id = 1, name = 'test';

3.2 查询数据 (SELECT)

-- 强制使用指定索引（Index Hint）
SELECT * FROM users FORCE INDEX (idx_email) WHERE email = 'test@example.com';
SELECT * FROM users IGNORE INDEX (idx_status) WHERE status = 'active';

-- 查询锁定
SELECT * FROM orders WHERE status = 'pending' FOR UPDATE; -- 排他锁（写锁）
SELECT * FROM orders WHERE status = 'pending' LOCK IN SHARE MODE; -- 共享锁（读锁）

-- 分组后筛选 (HAVING vs WHERE)
-- WHERE 在分组前筛选行
-- HAVING 在分组后筛选组
SELECT department, AVG(salary) as avg_sal
FROM employees
WHERE hire_date > '2020-01-01'  -- 先筛选出2020年后入职的员工
GROUP BY department
HAVING AVG(salary) > 5000;      -- 再筛选出平均工资大于5000的部门

-- 流程控制函数
SELECT
  name,
  IF(score >= 60, '及格', '不及格') AS result,
  CASE
    WHEN score >= 90 THEN '优秀'
    WHEN score >= 80 THEN '良好'
    WHEN score >= 60 THEN '及格'
    ELSE '不及格'
  END AS grade
FROM exam_results;

3.3 连接查询 (JOIN)

-- STRAIGHT_JOIN: 强制按 FROM 子句中表的顺序进行连接
SELECT * FROM table1 STRAIGHT_JOIN table2 ON table1.id = table2.id;

3.4 子查询

-- 关联子查询（效率较低，慎用）
SELECT * FROM users u WHERE (SELECT COUNT(*) FROM orders o WHERE o.user_id = u.id) > 10;
-- 优化为 JOIN
SELECT u.* FROM users u JOIN (SELECT user_id, COUNT(*) as order_count FROM orders GROUP BY user_id HAVING order_count > 10) o_count ON u.id = o_count.user_id;

3.5 窗口函数 (MySQL 8.0+)

-- 窗口函数框架: FUNCTION() OVER (PARTITION BY ... ORDER BY ... [frame_clause])
-- frame_clause: ROWS/RANGE BETWEEN start AND end
--   - UNBOUNDED PRECEDING: 分区开始
--   - N PRECEDING: 当前行前N行
--   - CURRENT ROW: 当前行
--   - N FOLLOWING: 当前行后N行
--   - UNBOUNDED FOLLOWING: 分区结束

-- 计算移动平均（最近3行）
SELECT
  date,
  amount,
  AVG(amount) OVER (ORDER BY date ROWS BETWEEN 2 PRECEDING AND CURRENT ROW) AS moving_avg_3_days
FROM daily_sales;

-- 计算累计占比
SELECT
  category,
  amount,
  SUM(amount) OVER (PARTITION BY category ORDER BY date) AS cumulative_sum,
  amount / SUM(amount) OVER (PARTITION BY category) AS percentage_of_total
FROM sales;

四、索引与性能优化

4.1 索引类型

B-Tree 索引：默认索引类型，适用于全值匹配、范围查询、排序。

Hash 索引：仅 Memory 引擎显式支持，仅适用于精确匹配（=），速度快。

全文索引 (FULLTEXT) ：用于 CHAR, VARCHAR, TEXT 列的文本搜索。

CREATE FULLTEXT INDEX idx_content ON articles(title, body);
SELECT * FROM articles WHERE MATCH(title, body) AGAINST('MySQL 性能优化' IN NATURAL LANGUAGE MODE);

空间索引 (SPATIAL)：用于地理空间数据类型。

降序索引 (Descending Index) ：MySQL 8.0+ 支持，优化 ORDER BY col DESC 查询。

CREATE INDEX idx_created_at_desc ON logs(created_at DESC);

隐藏索引 (Invisible Index)：MySQL 8.0+ 支持，优化器会忽略此索引，用于测试删除索引的影响。

CREATE INDEX idx_name ON users(name) INVISIBLE;
ALTER TABLE users ALTER INDEX idx_name VISIBLE;

函数索引 (Function-Based Index)：MySQL 8.0+ 支持，对表达式结果建索引。

CREATE INDEX idx_lower_email ON users((LOWER(email)));
SELECT * FROM users WHERE LOWER(email) = 'test@example.com';

4.2 性能优化建议

-- 1. 使用 EXPLAIN 分析查询计划
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE email = 'test@example.com';
EXPLAIN FORMAT=JSON SELECT ...; -- 更详细的JSON格式输出
EXPLAIN ANALYZE SELECT ...; -- MySQL 8.0+ 实际执行查询并显示成本和时间

-- 2. 避免 SELECT *，只取需要的列
SELECT id, name FROM users;

-- 3. 避免在 WHERE 子句中对索引列使用函数或计算
-- 错误: WHERE YEAR(created_at) = 2023 (索引失效)
-- 正确: WHERE created_at >= '2023-01-01' AND created_at < '2024-01-01' (索引有效)

-- 4. 使用 EXISTS 代替 IN (对于大子查询)
-- WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders)
-- 优化为:
-- WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM orders WHERE user_id = users.id)

-- 5. 合理使用索引覆盖 (Covering Index)
-- 索引包含查询所需的所有列，无需回表
CREATE INDEX idx_covering ON orders (user_id, amount, status);
SELECT user_id, amount FROM orders WHERE user_id = 123; -- 只需扫描索引

-- 6. 分批处理大量数据更新/删除
-- DELETE FROM logs WHERE created_at < '2024-01-01' LIMIT 10000;
-- 在循环中执行，避免长事务和锁竞争

-- 7. 使用合适的 JOIN 算法
-- Block Nested-Loop (BNL) Join: 驱动表结果集存入 join buffer
-- MySQL 会自动选择，可通过 `optimizer_switch` 调整

-- 8. 优化 COUNT(*) 查询
-- InnoDB 中 COUNT(*) 需要全表扫描，可近似查询或使用缓存/触发器维护计数
SELECT COUNT(*) FROM users; -- 慢
SELECT TABLE_ROWS FROM information_schema.tables WHERE table_name = 'users'; -- 快但不精确

五、高级对象

5.1 视图 (VIEW)

-- 创建视图
CREATE VIEW active_users_view AS
SELECT id, username, email FROM users WHERE status = 'active';

-- 可更新视图（需满足一定条件，如不含聚合、DISTINCT、GROUP BY等）
CREATE VIEW user_email_view AS SELECT id, email FROM users;
UPDATE user_email_view SET email = 'new@example.com' WHERE id = 1; -- 会更新基表

-- 查看视图定义
SHOW CREATE VIEW view_name;

5.2 存储过程与函数

-- 存储过程：可以执行复杂的逻辑，无返回值（通过OUT参数返回）
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE GetUserOrders(IN userId INT, OUT orderCount INT)
BEGIN
  SELECT COUNT(*) INTO orderCount FROM orders WHERE user_id = userId;
END //
DELIMITER ;

-- 函数：必须有返回值，不能修改数据库状态（除非是 DETERMINISTIC 或 NOT DETERMINISTIC）
DELIMITER //
CREATE FUNCTION CalculateDiscount(price DECIMAL(10,2), level INT)
RETURNS DECIMAL(10,2)
DETERMINISTIC -- 声明为确定性函数，可被优化
BEGIN
  DECLARE discount DECIMAL(10,2);
  IF level > 3 THEN
    SET discount = 0.2;
  ELSEIF level > 1 THEN
    SET discount = 0.1;
  ELSE
    SET discount = 0;
  END IF;
  RETURN price * (1 - discount);
END //
DELIMITER ;

5.3 触发器 (TRIGGER)

-- 创建触发器
-- NEW 和 OLD 是伪记录，分别代表新/旧行数据
CREATE TRIGGER before_user_update
BEFORE UPDATE ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
  IF OLD.email != NEW.email THEN
    INSERT INTO user_audit_log (user_id, old_email, new_email, change_time)
    VALUES (OLD.id, OLD.email, NEW.email, NOW());
  END IF;
END;

-- 查看触发器
SHOW TRIGGERS;
SHOW TRIGGERS LIKE 'user%';

5.4 事件调度器 (Event Scheduler)

-- 开启事件调度器
SET GLOBAL event_scheduler = ON;

-- 创建定时任务（例如：每天凌晨1点归档日志）
CREATE EVENT archive_logs_daily
ON SCHEDULE EVERY 1 DAY
STARTS '2024-01-01 01:00:00'
DO
BEGIN
  INSERT INTO logs_archive SELECT * FROM logs WHERE created_at < DATE_SUB(NOW(), INTERVAL 30 DAY);
  DELETE FROM logs WHERE created_at < DATE_SUB(NOW(), INTERVAL 30 DAY);
END;

-- 查看事件
SHOW EVENTS;

-- 修改/删除事件
ALTER EVENT archive_logs_daily DISABLE; -- 禁用
DROP EVENT archive_logs_daily;

六、事务与锁

6.1 事务控制

-- 事务特性 (ACID)
-- Atomicity (原子性), Consistency (一致性), Isolation (隔离性), Durability (持久性)

-- 隔离级别
-- READ UNCOMMITTED (读未提交): 脏读
-- READ COMMITTED (读已提交): 不可重复读 (Oracle, SQL Server 默认)
-- REPEATABLE READ (可重复读): 幻读 (MySQL InnoDB 默认)
-- SERIALIZABLE (串行化): 性能最差，最安全

-- 设置事务隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
SET GLOBAL TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

-- 事务操作
START TRANSACTION; -- 或 BEGIN
-- ... SQL 语句 ...
COMMIT; -- 提交
-- ROLLBACK; -- 回滚

-- 保存点 (Savepoint)
SAVEPOINT sp1;
-- ... SQL 语句 ...
ROLLBACK TO SAVEPOINT sp1; -- 回滚到保存点
RELEASE SAVEPOINT sp1; -- 释放保存点

6.2 锁机制

表锁 (Table Lock)：开销小，加锁快，无死锁，但并发度低。MyISAM 默认。

LOCK TABLES table_name READ; -- 共享锁
LOCK TABLES table_name WRITE; -- 排他锁
UNLOCK TABLES;

行锁 (Row Lock)：开销大，加锁慢，会出现死锁，但并发度高。InnoDB 支持。

记录锁 (Record Lock)：锁住单条索引记录。

间隙锁 (Gap Lock)：锁住索引区间，防止幻读。

临键锁 (Next-Key Lock)：记录锁 + 间隙锁。

行锁是在需要时自动加的，也可以手动控制：

SELECT * FROM table_name WHERE id = 1 FOR UPDATE; -- 排他行锁
SELECT * FROM table_name WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE; -- 共享行锁

死锁 (Deadlock)：两个或多个事务相互等待对方释放锁。InnoDB 有死锁检测机制，会自动回滚代价较小的事务。

七、用户、权限与安全

-- 创建用户
CREATE USER 'app_user'@'192.168.1.%' IDENTIFIED BY 'StrongPassword123!';
CREATE USER 'readonly_user'@'%' IDENTIFIED BY 'password';

-- 授予权限
-- 权限级别: *.* (所有库所有表), db_name.* (指定库所有表), db_name.table_name (指定表)
GRANT SELECT, INSERT ON my_app.* TO 'app_user'@'192.168.1.%';
GRANT SELECT ON my_app.products TO 'readonly_user'@'%';
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'admin'@'localhost' WITH GRANT OPTION; -- 允许授权给他人

-- 撤销权限
REVOKE INSERT ON my_app.* FROM 'app_user'@'192.168.1.%';

-- 查看权限
SHOW GRANTS FOR 'app_user'@'192.168.1.%';
SHOW GRANTS FOR CURRENT_USER;

-- 刷新权限（修改授权表后需要）
FLUSH PRIVILEGES;

-- 删除用户
DROP USER 'app_user'@'192.168.1.%';

八、备份、恢复与复制

8.1 备份与恢复

# 逻辑备份 (mysqldump)
# 备份整个数据库
mysqldump -u root -p --single-transaction --routines --triggers --events my_app > my_app_backup.sql

# 备份指定表
mysqldump -u root -p my_app users orders > users_orders_backup.sql

# 恢复
mysql -u root -p my_app < my_app_backup.sql
# 或在 mysql 命令行中
SOURCE /path/to/my_app_backup.sql;

--single-transaction: 对于 InnoDB 表，可以在不锁表的情况下进行一致性备份。

--routines, --triggers, --events: 备份存储过程、触发器和事件。

8.2 二进制日志 (Binary Log)

记录所有对数据库的更改（DDL 和 DML），用于主从复制和数据恢复。

在 my.cnf 或 my.ini 中配置：

ini

[mysqld]
server-id = 1
log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log
binlog_format = ROW # ROW, STATEMENT, MIXED

查看二进制日志：

SHOW BINARY LOGS;
SHOW BINLOG EVENTS IN 'mysql-bin.000003';

使用 mysqlbinlog 工具恢复数据：

bash
mysqlbinlog /var/log/mysql/mysql-bin.000003 | mysql -u root -p

九、JSON 操作 (MySQL 5.7+)

-- 创建表
CREATE TABLE products (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  info JSON
);

-- 插入 JSON
INSERT INTO products (info) VALUES
('{"name": "Laptop", "price": 1200, "specs": {"ram": "16GB", "storage": "512GB SSD"}, "tags": ["electronics", "computer"]}'),
('{"name": "Mouse", "price": 25}');

-- 查询 JSON (-> 提取， ->> 提取并去引号)
SELECT
  info->'$.name' AS name_json,         -- "Laptop"
  info->>'$.name' AS name_string,      -- Laptop
  info->>'$.specs.ram' AS ram,         -- 16GB
  JSON_EXTRACT(info, '$.price') AS price
FROM products;

-- 更新 JSON
UPDATE products SET info = JSON_SET(info, '$.price', 1150) WHERE id = 1;
UPDATE products SET info = JSON_INSERT(info, '$.discount', 0.1) WHERE id = 1;
UPDATE products SET info = JSON_REMOVE(info, '$.specs.storage') WHERE id = 1;
UPDATE products SET info = JSON_ARRAY_APPEND(info, '$.tags', 'gadget') WHERE id = 1;

-- 查询 JSON 数组
SELECT info->'$.tags[0]' FROM products WHERE id = 1; -- "electronics"
SELECT JSON_CONTAINS(info->'$.tags', '"computer"') FROM products; -- 1 (true)
SELECT JSON_SEARCH(info, 'one', 'Mouse') FROM products; -- "$.name"

十、常用系统命令与工具

-- 查看服务器状态
SHOW STATUS LIKE 'Threads_connected'; -- 当前连接数
SHOW STATUS LIKE 'Innodb_row_lock_waits'; -- InnoDB 行锁等待次数
SHOW VARIABLES LIKE 'max_connections'; -- 最大连接数

-- 查看进程列表
SHOW PROCESSLIST;
KILL [process_id]; -- 终止某个连接

-- 查看表状态
SHOW TABLE STATUS FROM database_name LIKE 'table_name';

-- 分析表
ANALYZE TABLE table_name; -- 更新索引的基数信息
OPTIMIZE TABLE table_name; -- 整理碎片（仅对MyISAM和InnoDB有效）

-- 检查表
CHECK TABLE table_name;

-- 查看字符集和排序规则
SHOW CHARACTER SET;
SHOW COLLATION;

十一、欢迎交流指正