【数据库】MySQL 入门

引入：

查看 MySQL 的运行情况常用指令

用来查看 MySQL 服务端进程是否启动

ps ajx | grep mysqld
停止 MySQL 服务端进程
systemctl stop mysqld
启动 MySQL 服务端进程
systemctl start mysqld
重启 MySQL 服务端进程
systemctl restart mysqld
查看 MySQL 服务，默认端口号 3306
netstat -nltp

管道和 xargs 配合使用，可以将上一个命令的结果作为下一个命令的参数

find . -name "*.tmp" | xargs rm -f

MySQL 的配置文件存储在 /etc/my.cnf，后面的编码格式、校验集可以在这里更改。储存的表数据在 /var/lib/mysql/ 目录下

mysqld 作为服务端例程存在于 /sbin/mysqld ，mysql 作为客户端存在于 /bin/mysql

登录方式

MySQL 默认 root 登录没有密码

或者打开 MySQL 配置文件

vim /etc/my.cnf
＃在 mysqld 最后一栏加入：skip-grant-tables
＃保存后退出，重启 MySQL 服务
systemctl restart mysqld

指定用户登录

Ubuntu 下的配置文件

注：贴图方式了解ｍｙｓｑｌ使用方法

一、MySQL 概述

MySQL 和数据库

狭义的数据库是存放在磁盘、内存中，按照特定结构组织的数据文件。广义的数据库是数据管理系统，有一套完整的数据存储解决方案（如 MySQL）。

与普通文件相比，普通文件只能完成基础数据存储，缺少数据管理能力。数据库屏蔽底层文件操作，用户只需要提供查询条件，由服务程序完成磁盘读写并返回结果，具有高效的数据管理能力。

MySQL 客户端向网络发送 SQL 语句，MySQL 的服务进程接收后读写磁盘上的数据库文件，结果返回客户端。

MySQL 是基于 C/S 模型，用于存储与管理数据的网络服务程序。

二、SQL 语言基础

2.1 数据库、表、字段、记录等核心概念

表的增删查改CURD：create，retrieve，update，delete

创建表：添加comment描述字段

查看表以及对表属性描述

修改表

删除表

向表插入

2.2 数据类型（数值、字符串、日期时间）

在ｍｙｓｑｌ中有很多约束，防止插入不合法数据，保证数据库中的数据可预期，完整的

类型	字节	取值范围（有符号）	取值范围（无符号）	用途说明
`TINYINT`	1	-128 ~ 127	0 ~ 255	极小整数，可用做状态（0/1）
`SMALLINT`	2	-32768 ~ 32767	0 ~ 65535	小整数
`MEDIUMINT`	3	-8388608 ~ 8388607	0 ~ 16777215	中等整数
`INT / INTEGER`	4	-2147483648 ~ 2147483647	0 ~ 4294967295	最常用普通整数（id 首选）
`BIGINT`	8	-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807	0 ~ 18446744073709551615	超大整数，雪花 ID 使用
`FLOAT`	4	-3.402823466E+38 ~ 3.402823466E+38	---	单精度浮点数，不适合金额
`DOUBLE`	8	-1.7976931348623157E+308 ~ 1.7976931348623157E+308	---	双精度浮点数
`DECIMAL(m,d)`	可变	由精度定义	---	定点数，金额、财务精确计算，m 总长度，d 小数位

tinyint

bit位

float

ｆｌｏａｔ（ｍ，ｎ）［ｕｎｓｉｇｎｅｄ］：ｍ指定显示长度，ｎ指定小数位数

decimal

注：float表示的精度大约７位，decimal整数最大位数６５，支持小数最大位数３０。整数部分缺省值１０，小数部分缺省值０

char

注：ｃｈａｒ（L），最大长度值２５５

ｖａｒｃｈａｒ变长字符串

ｖａｒｃｈａｒ（Ｌ），L表示字符长度，最大长度６５５３５字节

ｖａｒｃｈａｒ有１－３个字节用来记录数据大小，当表的编码ｕｔｆ８时，ｖａｒｃｈａｒ可以存储（６５５３５－３）／３个字符，如果是ｇｂｋ，参数最大是（６５５３５－３）／２个字符

当表内含有其他字段时，可以保存的字符只会更小

优缺点：

定长的磁盘空间比较浪费，效率高

变长的磁盘空间比较节省，效率低

日期和时间类型

ｅｎｕｍ和ｓｅｔ

ｅｎｕｍ和ｓｅｔ类型查找

2.3 DDL（数据定义语言－－－对表的操作）

客户端发起建立数据的操作，mysqld服务帮我们在Linux服务器建立表结构，实则建立数据库是在linux下创建目录存在于/var/lib/mysql/，在数据库内建表也是在目录下创建文件，只不过这个动作由mysqld完成，客户端下达指令。

此外，SQL指令不区分大小写

创建数据库时有两个编码集

数据库编码集：规定字符在磁盘内存中用什么格式存储

数据库校验集：支持数据库进行字段比较时使用的编码，也是一种读取数据库中数据的采用的编码格式

**总结：**数据从客户端发出，经过网络传输存入数据库磁盘，整个流程中所有环节字符编码必须保持统一，否则字符二进制解析失败，产生中文乱码。

查看系统的编码集和校验集

查看不止数据库的校验集

查看数据库支持的字符集（向数据库写入的）：show charset
查看数据库支持的全局字符校验规则（从数据库读取）：show collation

验证校验集对查找的影响，一个区分大小写，一个不区分。校验集还会影响排序

使用ａｌｔｅｒ修改数据库

数据库备份和恢复

复制代码

＃如果备份的是其中一张表
ｍｙｓｑｌｄｕｍｐ　－ｕ　ｒｏｏｔ　－ｐ　数据库名　表１　表２　＞　ｘｘ．ｓｑｌ

＃同时备份多个数据库
ｍｙｓｑｌｄｕｍｐ　－ｕ　ｒｏｏｔ　－ｐ　－Ｂ　数据库１　数据库２　＞　数据库存放路径


＃＃如果备份一个数据库没有带上－B参数，在恢复数据库时，需要先创建空数据库，然后使用数据库，再用source还原

查看当前数据库的连接情况

2.4 DML（数据操作语言）

INSERT、UPDATE、DELETE

delete

Truncate

Truncate不会把自己的操作包装成事务，记录到bin log是DDL（数据定义语言）语句本身，mysql持久化方式通过记录历史sql语句，高版本mysql默认时bin log开启，通过两个数据库主从同步，记录sql语句。delete是DML（数据操作语言）语言支持事务和回滚，truncate不支持回滚

特点：

truncate只能对整表操作，不能像delete一样对针对部分数据操作

会重置auto_increment锁

truncate在删除数据时，不经过真正的事务，无法回滚

delete不会清auto_increment会更新日志，Truncate直接清除auto_increment，不更新日志

删除原表中的重复数据

创建一个和原表结构相同的表---将原表不重复数据插入新表---新表重命名

说明：

rename只需要更改文件名，与插入修改相比更高效，如果目录下有正在被访问的文件，先把修改后的文件准备好，在rename生效，效率高。

这个过程类似上传大文件时，先上传到临时目录，再移动到指定路径下。移动的效率是高的，move操作只需要改变inode对应的映射关系

聚合函数

分组聚合统计

分组在逻辑上把一张表分成多个子表，然后对各自的子表进行聚合统计，关键字是group by

having和where的区别在于条件筛选的阶段不同，where对原表筛选，having对子表筛选

mysql下一切皆表，select出来的临时结果也是一张表，处理好单张表的CURD，就能迁移到多张表的CURD

函数

时间函数

字符串函数

trim的使用常见于用户名密码登录，限制空格输入

数学函数

其他函数

select user()查询当前用户
select md5(str)对一个字符串进行md5摘要，摘要后得到一个32位字符串

select database()显示正在使用的数据库
select password('......')mysql数据库使用该函数加密
select ifnull(val1, val2) 如果val1为null，返回val2，否则返回val1的值
SELECT（基础查询）

通常情况下不适用*进行全列查询：查询的列多，需要传输的数据量大。可能影响到索引的使用---select * from 表名称；

查询字段为表达式

复合查询

子查询

select查询中允许再有select子句，将子句的返回结果作为条件，也叫嵌套查询

多行子查询

使用关键字：

in（判断某个值是否等于子查询返回结果集中的任意一个值）

any(将外部查询的值与子查询返回的每一个值进行比较。只要与其中任意一个值满足比较条件，整个条件就为真)

all(将外部查询的值与子查询返回的每一个值进行比较。必须与子查询返回的所有值都满足比较条件，整个条件才为真)

子查询不仅能出现在where也能出现在from

多列子查询

寻找有多个列属性匹配的数据

在from子句中使用子查询

合并查询

2.5 DQL（数据查询语言）

复制代码

#### WHERE 条件过滤

ORDER BY 排序

查询到结果后进行排序，order by column $asc\|desc$ ，asc为升序，desc为降序

这里可以使用别名因为先执行from，在where，然后查找属性name，math+......，最后才排序，而在第三步就定义了别名，所以后面的order by可以用别名

GROUP BY 与聚合函数（COUNT, SUM, AVG, MAX, MIN）
HAVING 分组后过滤
LIMIT 分页

对未知表查询时，最好加limit 100，避免因为表中数据过大，查询全表数据导致数据库卡死

２.６表的约束

非空属性和空属性

NULL代表什么也没有，不参与运算。ｓｅｌｅｃｔ支持算术运算

default约束

ｄｅｆａｕｌｔ：如果设置了，用户将来插入具体数据就用用户的，没有就用默认的

ｄｅｆａｕｌｔ和ｎｏｔ　ｎｕｌｌ不冲突，相互补充。用户插入ｎｕｌｌ使用default的数据，插入具体数据时用该数据

comment

comment相当于注释－－－描述列属性

zerofill

ｚｅｒｏｆｉｌｌ自动根据宽度补零

ｉｎｔ后面括号数字的含义

主键约束
- 主键

ｐｒｉｍａｒｙ　ｋｅｙ用来唯一约束该字段里面的数据，不能重复，不能为空，一张表中最

多只能有一个主键，主键所在的列通常整数类型。

- 复合主键

- 自增长

唯一键

一张表中往往很多字段需要唯一性，数据不能重复，但是一张表中只能由一个主键，唯一键可以解决表中有多个字段需要唯一性约束的问题

唯一键和主键类似，唯一键允许为空，而且可以多个为空

主键是标识唯一性的，唯一键保证在业务上不和别的信息出现重复

外键

外键用于定义主表和从表之间的关系，外键约束主要定义在从表上，主表必须有主键约束或unique约束，当定义外键后，要求外键列数据必须在主表的主键列存在或为null

2.７多表查询

- 笛卡尔积---穷举

INNER JOIN

内连接：利用where子句对两种表形成的笛卡尔积进行筛选

第一种多表查询：from后面跟两张表，用一表的deptno=二表的deptno建立连接，去除冗余数据

第二种内连接查询：

- LEFT/RIGHT JOIN

左外连接：联合查询，左边的表完全显示，没有的信息设为null

右外连接：右边的表完全显示，包含null

自连接

本质是连接两张相同的表

三、索引与查询优化

３.1 索引原理与数据结构（B+Tree）

mysql服务器本质在内存中，所有数据库的CURD操作全部在内存中进行

提高算法效率的因素：使用的数据结构，算法本身

索引通过改变组织数据的方式加快数据的搜索

在面对大量数据时，直接执行下面语句时，查询耗时极长

解决方法是对empno字段添加索引

Mysql作为应用软件，可以想成一种特殊的文件系统，有着更高的IO场景，为了提高基本的IO效率，mysql进行IO的基本单位是16KB，而在操作系统内部，页框大小位4KB。mysql先将数据从应用层缓冲区打入到内核级缓冲区，再由操作系统打入到磁盘

复制代码

#可以通过以下sql语句查看
show global status like 'innodb_page_size';

结论：

mysql中的数据文件以page为单位保存在磁盘
CURD操作都需要计算，找到对应位置
任何计算的操作都需要CPU从内存读取数据，数据需要转移到内存中
在特定时间内磁盘和内存中包含相同的数据，两者之间的交互涉及IO，IO基本单位是page（4*4KB），IO次数越少效率越高
mysql服务器在内存运行时，在服务器内部申请了Buffer Pool的大内存空间，用来缓存数据。一次写128M数据和128次写1M数据相比效率更高，因为分配的扇区位置是连续的，且有数据局部性原理

向一个有主键的表中乱序插入数据后会自动排序

原因在于mysql内部存在大量的page也就决定了需要数据结构管理这些位于Buffer Pool 的page，B＋树在Buffer　ｐｏｏｌ中按需加载

在innodb存储引擎下采用B+树，聚簇索引（用户数据和索引数据放在一起的方案）

非叶子节点不存数据可以存更多目录项，保证搜索效率

叶子节点通过双向链表连接可以范围查找

建表时会有隐藏字段，如果没有主键，则使用隐藏的ROW_ID，得到的结果按照插入时候的顺序，建议不要使用ROW＿ＩＤ

目录页只存放各个下级Ｐａｇｅ的最小键值，查找的时候只需要自顶向下查找，将加载部分目录页加载到内存，减少IO次数