数据库基础

好讲解：索引讲解
好讲解2: MySQL 的覆盖索引与回表 - 张德检的文章

0 数据库

关系型数据库：mysql, oracle, access等等

0.1 语句

DDL：DDL（Data Definition Languages）语句：数据定义语言，这些语句定义了不同的数据段、数据库、表、列、索引等数据库对象。常用的语句关键字主要包括create、drop、alter等。
DML（Data Manipulation Language）语句：数据操纵语句，用于添加、删除、更新和查询数据库记录，并检查数据完整性。常用的语句关键字主要包括 insert、delete、update和select等。
DCL（Data Control Language）语句：数据控制语句，用于控制不同数据段直接的许可和访问级别的语句。这些语句定义了数据库、表、字段、用户的访问权限和安全级别。主要的语句关键字包括grant、revoke等。

0.2 事务

好的解说：B站事务解说
事务是一个不可分割的数据库操作序列，也是数据库并发控制的基本单位。

事务ACID：原子性、一致性、隔离性、持久性

• 原子性：事务包含的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚。
• 一致性：一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。比如a和b账户共有1k元，两人转账后无论成功or失败，它们的账户资金综合依旧是1k
• 隔离性：并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他事务所干扰，各并发事务之间数据库是独立的。和隔离级别相关。如read commited，一个事务只能读到已经提交后的修改
• 持久性：一个事务一旦提交，对数据库中的数据的修改就是永久的，即时在数据库遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

隔离级别

幻读：两次读取的数据记录数是不一样的。（也可以表现为，b会话事务插入了数据以后，a数据就不能插入针对id的数据）

事务回滚只用于DML，不适用于DDL。
在执行较大量的update或delete时，提醒自己一定要用事务。
开启事务：START TANSACTION、begin
提交事务：COMMIT
回滚事务：rollback;

隔离性的MVCC
MVCC为多版本并发控制，即同一条记录在系统中存在多个版本（可理解为快照）。保证数据一致性的前提下提供一种高并发的访问性能。对数据读写在不加读写锁的情况下实现互不干扰,解决读写锁冲突，从而实现数据库的隔离性,在事务隔离级别为读提交和可重复读中使用到（因为读未提交读取到的是最新数据，而串行化对每一行都加了读写锁）。

0.3 数据库三大范式

第一范式1NF
确保数据库表字段的原子性。
强调的是列的原子性，即每一列都是不可再分的最小数据单元。
比如字段 userInfo: 山东省 1318162008 ，依照第一范式必须拆分成 userInfo: 山东省 userTel:1318162008两个字段。

第二范式2NF
要求：
　　1、满足1NF；
　　2、表必须有一个主键；
　　3、对于没有包含在主键中的列（非主键的其他列）必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分（比如某一个主键）。

例子：

假定选课关系表为StudentCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)，主键为(学号, 课程名称)。
其中学分完全依赖于课程名称，姓名年龄完全依赖学号，不符合第二范式，会导致数据冗余（学生选n门课，姓名年龄有n条记录）、插入异常（插入一门新课，因为没有学号，无法保存新课记录）等问题。
01 mika 18 高数 100
01 mika 18 语文 100
? ? ? 英语 ?

可以拆分成三个表：学生：Student(学号, 姓名, 年龄)；课程：Course(课程名称, 学分)；选课关系：StudentCourseRelation(学号, 课程名称, 成绩)。

第三范式3NF
要求：
　　1、满足2NF；
　　2、非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。

例子

假定学生关系表为Student(学号, 姓名, 年龄, 学院id, 学院地点, 学院电话)，主键为"学号"。
其中学院id依赖于学号，而学院地点和学院电话依赖于学院id，存在传递依赖，不符合第三范式。

可以把学生关系表分为如下两个表：学生：(学号, 姓名, 年龄, 学院id)；学院：(学院,id 地点, 电话)。

2NF和3NF的区别？
2NF依据是非主键列是否完全依赖于主键，还是依赖于主键的一部分。
3NF依据是非主键列是直接依赖于主键，还是直接依赖于非主键。

索引

1.1 概念

定义1：索引是 帮助MYSQL 高效获取数据的排好序的数据结构。
定义2：索引在mysql中是一种键，是存储引擎用来快速找到记录的一种数据结构。
定义3：数据库只做两件事情：存储数据、检索数据。而索引是在你存储的数据之外，额外保存一些路标（一般是B+树），以减少检索数据的时间。所以索引是主数据衍生的附加结构。
目的：索引的目的在于提高查询效率。

一张表可以建立任意多个索引，每个索引可以是任意多个字段的组合。索引可能会提高查询速度（如果查询时使用了索引），但一定会减慢写入速度，因为每次写入时都需要更新索引，所以索引只应该加在经常需要搜索的列上，不要加在写多读少的列上。

1.2 索引优缺点

优点

• 大大加快检索速度
• 加快表与表之间的连接
• 使用分组group 和排序order字句的时候，可以显著减少查询中分组和排序的时间

  排序查询的sql需求：树形的有序特性，能保持O(log(n))的高效率。

  • 分组：group by
  • 排序：order by
  • 比较<, >

缺点

• 占用物理空间
• 创建和维护索引需要花费时间

1.3 索引类型

按照物理地址和逻辑地址是否一致可以分为：聚集索引、非聚集索引（辅助索引、二次索引、普通索引）

• 聚簇索引：数据存放的物理顺序与逻辑顺序一致。按照主键索引构造B+树（没有就唯一索引、还没有就rowid），树中的叶子节点存放的是所有列的数据，也就是数据所在的物理地址。
• 非聚簇索引：数据存放的物理顺序与逻辑顺序不一致。按照辅助索引构建B+树，树中存放的是主键的索引值，根据主键和物理地址二次查找（即回表查询）去