【MySQL】认识MySQL

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MySQL 作为一款关系型数据库管理系统，主要用于数据存储、数据管理和数据查询等，以下是具体介绍：

数据存储与管理

• 数据组织：可以将数据以表格的形式进行存储，每个表格由行和列组成，就像日常生活中的表格一样，行代表- 具体的记录，列代表不同的字段。例如，在一个存储用户信息的表格中，列可能包括用户 ID、姓名、年龄、邮箱等，每一行则对应一个具体的用户记录。
• 数据类型支持：支持多种数据类型，如整数、浮点数、字符串、日期时间等。这使得它能够适应各种不同类型数据的存储需求。比如，存储用户年龄可以使用整数类型，存储用户的简介可以使用字符串类型，存储用户的注册时间可以使用日期时间类型。
• 数据完整性约束：通过定义主键、外键、唯一键、非空约束等，确保数据的准确性和一致性。比如，在用户表中，可以将用户 ID 定义为主键，保证每个用户都有唯一的标识；将邮箱字段设置为唯一键，确保每个邮箱地址只被使用一次。
• 数据备份与恢复：提供了多种数据备份和恢复的方法和工具，如可以使用mysqldump命令将数据库中的数据导出为 SQL 文件，在需要时再通过命令将数据导入到数据库中，实现数据的备份和恢复，保障数据的安全性和可用性。

数据查询与操作

• 数据查询：使用 SQL（结构化查询语言）来实现对数据的查询操作。用户可以通过编写简单或复杂的 SQL 语句，从数据库中获取所需的数据。例如，要查询年龄大于 18 岁的用户信息，可以使用SELECT * FROM users WHERE age

18;这样的 SQL 语句。

• 数据插入、更新和删除：能够通过 SQL 语句进行数据的插入、更新和删除操作。比如，要插入一条新的用户记录，可以使用INSERT INTO users (name, age, email) VALUES (‘张三’, 20,
  ‘zhangsan@example.com’);语句；要更新用户的信息，可以使用UPDATE users SET age = 21
  WHERE name = ‘张三’;语句；要删除一条用户记录，可以使用DELETE FROM users WHERE name =
  ‘张三’;语句。
• 数据聚合与分析：支持对数据进行聚合操作，如计算总和、平均值、最大值、最小值等，还可以进行分组、排序等操作，方便进行数据分析。例如，要计算每个年龄段的用户数量，可以使用SELECT
  age, COUNT(*) FROM users GROUP BY age;语句。

多用户与并发处理

• 多用户支持：允许多个用户同时连接到数据库，并进行各自的操作，每个用户可以根据自己的权限进行数据的查询、插入、更新等操作。比如，在一个企业的业务系统中，不同的员工可以根据自己的工作职责，同时访问和操作数据库中的数据。
• 并发控制：能够处理多个用户同时对数据库进行操作的情况，通过锁机制等技术来确保数据的一致性和完整性。例如，当多个用户同时对一条记录进行更新操作时，MySQL
  会通过行级锁或表级锁等方式，保证在同一时间只有一个用户能够成功更新数据，避免数据冲突。

与其他应用集成

• Web 应用集成：与各种 Web 开发技术和框架紧密结合，如 PHP、Python 的 Django 和 Flask 框架、Java 的 Spring 框架等。在 Web 应用中，MySQL
  通常作为后端数据库，用于存储用户注册信息、文章内容、评论数据等，与前端的网页界面和后端的业务逻辑代码协同工作，为用户提供完整的 Web
  服务。
• 企业级应用集成：可以与企业级应用系统，如 ERP（企业资源计划）、CRM（客户关系管理）、OA（办公自动化）等进行集成，为这些系统提供数据存储和管理支持，帮助企业实现业务流程的信息化和自动化。

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一、数据库是什么

文件保存数据有以下几个缺点:

• 文件的安全性问题
• 文件不利于数据查询和管理
• 文件不利于存储海量数据
• 文件在程序中控制不方便

数据库存储介质:

• 磁盘
• 内存

为了解决上述问题，专家们设计出更加利于管理数据的东西 —— 数据库，它能更有效的管理数据。数据库的水平是衡量一个程序员水平的重要指标。

mysql是数据库服务的客户端
mysqld是数据库服务的服务端

二、主流数据库

关系型数据库

• MySQL：如前文所述，是开源免费的数据库，性能卓越、可靠性高、跨平台性好，适用于 Web 应用、企业级应用等多种场景，在中小型项目中应用广泛。
• Oracle：由 Oracle 公司开发，以功能强大、稳定性高、安全性强著称，提供了全面的数据管理和分析功能，支持大规模的数据处理和高并发访问，在大型企业、金融机构等对数据可靠性和安全性要求极高的领域应用广泛。
• SQL Server：是微软推出的关系型数据库管理系统，与 Windows 操作系统紧密集成，安装和使用较为方便，功能丰富，性能稳定，在 Windows 环境下的企业级应用中使用较多。
• PostgreSQL：是一种开源的关系型数据库，以其强大的功能、高度的可扩展性和标准兼容性而闻名。它支持复杂的 SQL 特性和多种数据类型，适用于对数据处理要求较高的科研、金融等领域。

非关系型数据库

• MongoDB：是一种流行的文档型数据库，以 BSON（Binary JSON）格式存储数据，具有高度的灵活性和可扩展性，适用于处理非结构化和半结构化数据，如 Web 应用中的用户生成内容、日志数据等，在互联网行业、移动应用开发等领域应用广泛。
• Redis：是一款内存数据库，具有超高的读写速度，主要用于缓存、消息队列、实时数据处理等场景。它支持多种数据结构，如字符串、哈希表、列表、集合等，能够快速地进行数据的存储和读取，提高应用的性能和响应速度。
• Cassandra：是一个分布式的 NoSQL 数据库，具有高度的可扩展性和容错性，能够处理大规模的结构化和半结构化数据，适用于需要处理海量数据和高并发读写的场景，如互联网公司的用户行为数据、物联网数据存储等。
  HBase：是基于 Hadoop 的列存储数据库，主要用于存储和处理大规模的非结构化和半结构化数据，适用于大数据处理和分析场景，常与 Hadoop 生态系统中的其他组件一起使用，如 MapReduce、Hive 等，用于构建大数据处理平台。

图数据库

• Neo4j：是一个开源的图数据库管理系统，以图结构存储和处理数据，节点和关系可以包含属性，能够高效地处理复杂的关系数据，适用于社交网络分析、知识图谱、推荐系统等领域，能够快速地查询和遍历图中的数据，发现数据之间的关联关系。

三、初步了解使用

连接服务器

mysql -h 127.0.0.1 -p 3306 -u root -p

-h表示指明部署了mysql服务的主机
-p表示我们要访问的端口号
-u表示我们要登录的用户
-p指明我们要输入密码

没写-h 127.0.0.1表示默认是连接本地
没写-p 3306 表示默认连接的3306端口号

服务器、数据库、表关系

mysql是数据库服务的客户端
mysqld是数据库服务的服务端
mysql是一套给用户提供数据存取服务的网络程序

数据库一般是指，在磁盘或者在内存中存储的特定结构组织的数据。
一般的文件提供了数据存储的功能，但是文件并没有提供非常好的数据管理能力。

数据库的本质是对数据内容存储的一套解决方案，用户提供数据与要求，数据库直接给结果。

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所谓安装数据库服务器，只是在机器上安装了一个数据库管理系统程序，这个管理程序可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库。

为保存应用中实体的数据，一般会在数据库中创建多个表，以保存程序中实体的数据

建立数据库，本质就是Linux的一个目录
在数据库内建表，本质就是在Linux下数据库目录下的一个文件。
数据库本质也是文件，只不过这些文件不由用户直接操作，而是数据库服务帮我们进行操作

MySQL的存储逻辑

四、MySQL架构

MySQL 是一个可移植的数据库，几乎能在当前所有的操作系统上运行，如 Unix/Linux、Windows、Mac 和 Solaris。各种系统在底层实现方面各有不同，但是 MySQL 基本上能保证在各个平台上的物理体系结构的一致性。

连接层：

处于最上层，主要负责处理客户端的连接请求，使用 TCP/IP 协议与客户端通信。具体工作包括建立连接（从线程池中分配线程与客户端连接 ）、身份验证（依据用户名、客户端主机地址和密码进行鉴权）和安全管理（按用户权限限制操作）。

服务层（SQL 层）是 MySQL 的核心部分，包含诸多组件：

• 系统管理组件：提供丰富的数据库管理功能，如备份恢复、安全管理、复制管理、集群管理以及分区、分库、分表管理和元数据管理等。
• SQL 接口：接收用户的 SQL 命令，处理数据操作语言（DML）和数据定义语言（DDL），还包括存储过程、视图、触发器等功能的处理 。
• SQL 解析器：对 SQL 语句进行词法分析、语义分析，生成语法树，并检查语法是否正确。若缓存中有对应的语句，则直接返回结果，不再进行后续操作。
  查询优化器：对解析后的 SQL 语句进行优化，比如选择合适的索引、确定数据读取方式和表的连接顺序等，以生成最优的执行计划。
• 缓存：包含全局和引擎特定的缓存，如查询缓存、表缓存、记录缓存、key 缓存、权限缓存等。若查询缓存命中，可直接获取数据，提升查询效率。

存储引擎层：负责数据的存储与读取，是 MySQL 的特色所在，采用插件式架构。不同存储引擎有各自的优缺点和适用场景，常见的如：

• InnoDB：MySQL 5.5 版本之后的默认存储引擎，支持事务处理、行级锁和外键约束，数据和索引可存储在共享表空间或独立表空间，适用于对数据一致性要求高的场景，如电商交易、银行转账等。
• MyISAM：不支持事务和外键，访问速度快，数据和索引分开存储，适合以查询和插入操作为主，对事务完整性要求不高的场景，如博客系统、新闻网站。
• MEMORY：将数据存储在内存中，数据处理速度快，但服务关闭后数据会丢失，适合临时数据存储和缓存。

存储层：

主要将数据存储在运行于裸设备的文件系统上，并与存储引擎交互。涉及多种物理文件，如 redolog（重做日志）、undolog（回滚日志）、binlog（二进制日志）、errorlog（错误日志）、querylog（查询日志）、slowlog（慢查询日志） 、data（数据文件）、index（索引文件）等 ，不同存储引擎的文件存储格式和组织方式有所不同。

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4.1 存储引擎

存储引擎是：数据库管理系统如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。
MySQL的核心就是插件式存储引擎，支持多种存储引擎

查看存储引擎

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五、SQL分类

• DDL【data definition language】 数据定义语言，用来维护存储数据的结构
  代表指令: create, drop, alter
• DML【data manipulation language】 数据操纵语言，用来对数据进行操作
  代表指令： insert，delete，update
  DML中又单独分了一个DQL，数据查询语言，代表指令： select
• DCL【Data Control Language】 数据控制语言，主要负责权限管理和事务
  代表指令： grant，revoke，comm