MySQL数据库基础


前言

数据库的发展起源于对数据管理的系统化解决方案,数据库的存在是为了高效、可靠地管理和利用数据


本文所使用的环境为基于 Linux 内核的 Ubuntu 开源操作系统,所有操作均在 Xshell上 完成

数据库概念

存储数据用文件就可以了,为什么还要弄个数据库?
文件保存数据有以下几个缺点:

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

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。


数据库的运行模式为CS模式,即分为数据库服务器和数据库客户端。
MySQL服务器本质是一个网络服务器,我们使用mysql命令连接MySQL服务器时,本质就是MySQL客户端在向MySQL服务器发起连接请求,连接建立成功后MySQL客户端就会将用户输入的SQL语句发送给MySQL服务器,之后MySQL服务器就会根据SQL语句对数据进行对应的操作。

主流数据库

下面列举了几个主流的数据库:

  • SQL Server:微软的产品,.Net程序员的最爱,适合中大型项目。
  • MySQL:甲骨文产品,世界上最受欢迎的数据库,并发性好,但不适合做复杂的业务。主要用在电商、SNS、论坛,对简单的SQL处理效果好。
  • Oracle:甲骨文产品,适合大型项目和复杂的业务逻辑,但并发一般来说不如MySQL。
  • PostgreSql:加州大学伯利克分校计算机系开发的关系型数据库,无论私用,商用,还是学术研究,都可以免费使用、修改和分发。
  • SQLite:一款轻型的数据库,是遵守ACID的关系型数据库管理系统,它包含在一个相对小的C库中。它的设计目标是嵌入式的,而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它,它占用资源非常低,在嵌入式设备中,可能只需要几百K的内存就够了。
  • H2:是一个用Java开发的嵌入式数据库,它本身只是一个类库,可以直接嵌入到应用项目中。

基本使用

连接服务器

连接MySQL服务器的方式如下:
在这里插入图片描述
解释说明:

  • -h: 表示你要连接的MySQL服务器所在的主机,127.0.0.1表示本主机。
  • -P: 表示你要连接的MySQL服务器所对应的端口号,一般默认是3306。
  • -u: 表示用哪一个用户连接MySQL服务器,root表示超级用户。
  • -p: 表示该用户对应的密码,密码可以直接跟在-p后面,也可以回车后输入。

此外,如果要连接的是本地的MySQL服务器,那么连接时只需要指明用户名和用户密码即可。如下:
在这里插入图片描述
连接到MySQL服务器后,就可以输入各种SQL语句让服务器执行了,当要退出mysql时直接输入 exit; 或 \g; 即可。如下:
在这里插入图片描述

数据库服务器,数据库,表关系

每一个数据库可以看成是一个文件系统下的目录结构,而表就是目录下的文件

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。

数据库服务器、数据库和表的关系如下:

在这里插入图片描述
图中的Client对应的就是mysql命令,MySQL对应的就是mysqld服务。
DB(database)表示的是mysqld管理的多个数据库,而每一个DB下会包含多张表。

数据库配置

通过MySQL创建的数据库和各种表结构,最终会以文件的形式存储下来,通过查看MySQL的配置文件中的datadir可以得知数据文件的存储路径。

比如我的MySQL配置文件的绝对路径为 /etc/mysql/my.cnf(我们可以用mkdir或者rm等Linux下的命令同样对数据库做增删操作),配置文件中datadir对应的值为/var/lib/mysql。如下:
在这里插入图片描述

通过查看 /var/lib/mysql (/var/lib/mysql 是 MySQL 数据库在 Linux 系统下默认的数据存储目录。)可以轻松知道当我们创建一个数据库的时候,其对应的目录下会生成一个目录

在这里插入图片描述

创建数据库

数据库下的命令行:

create database db_name; ##创建数据库
show databases; ##查看已创建的数据库

在这里插入图片描述

因此我们创建数据库时,本质就是在MySQL的数据存储路径下新建了一个目录,而当我们将这个数据库删除后,这个目录其实也就不存在了。比如:

drop database db_name;
在这里插入图片描述


使用数据库

使用数据库之前,可以先通过show语句查看当前都有哪些数据库,然后再通过use语句使用指定的数据库。比如:
在这里插入图片描述
相当于用cd进入到了这个目录当中。

创建数据库表

create table 表结构; ##创建一个表

在这里插入图片描述
通过insert语句可以向表中插入数据并通过select来查看表。比如:
在这里插入图片描述

数据逻辑存储

表中的数据是以二维表格的形式进行呈现的,包括行和列。如下:
在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

MySQL架构以及每层架构主要负责的作用主要可分为如下:

  • 连接层:主要完成一些类似连接处理,授权认证及相关的安全方案。
  • 服务层:在MySQL数据库系统处理底层数据之前的所有工作都是在这一层完成的,包括权限判断、SQL接口、SQL解析、SQL分析优化、缓存查询的处理以及部分内置函数执行等。各个存储引擎提供的功能都集中在这一层,如存储过程、触发器、试图等。
  • 引擎层:由多种可拔插的存储引擎共同组成,真正负责MySQL中数据的存储和提取,每个存储引擎都有自己的优点和缺陷,服务层是通过存储引擎API来与它们交互的。
  • 存储层:将数据存储在裸设备的文件系统之上,完成存储引擎的交互,也就是和操作系统的文件系统打交道的一层。

MySQL客户端

我们输入的命令行其实的时候都处于sql的客户端上

MySQL服务器会收到MySQL客户端发来的SQL语句,并根据SQL语句执行对应的操作。

  • 这里的MySQL客户端不仅仅指的是连接MySQL时使用的mysql命令,MySQL客户端还包括语言接口客户端。
  • MySQL给各种语言提供的用于访问数据库的接口,用户通过调用这些接口也可以向MySQL服务器发送SQL语句。

mysql命令本质是一个可执行程序,通过file命令可以看到该可执行程序是采用动态链接的方式生成的,通过ldd命令可以看到该可执行程序依赖的C/C++库文件。如下:

在这里插入图片描述
也就是说,mysql命令本身就是C/C++编写的,因此在编写mysql程序时,一定需要调用MySQL提供给C/C++的语言接口客户端。当然,MySQL不仅仅提供C/C++对应的语言接口,像Python、Java、PHP等都有对应的MySQL接口

SQL分类

SQL(Structured Query Language,结构化查询语言)是一种数据库查询和程序设计语言,用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统。

SQL语句可分为如下三类:

  1. DDL(Data Definition Language)数据定义语言,用来维护存储数据的结构。比如create语句、drop语句、alter语句等。
  2. DML(Data Manipulation Language)数据操作语言,用来对数据进行操作。比如insert语句、delete语句、update语句等。
  3. DCL(Data Control Language)数据控制语言,主要负责权限管理和事务。比如grant语句、revoke语句、commit语句。

说明一下: DML中又单独分了一个DQL(Data Query Language)数据查询语言,比如select语句、from语句、where语句等。

存储引擎

存储引擎就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、如何更新数据、如何查询数据等技术的实现方法,MySQL中的存储引擎是插件式的存储引擎,它可以支持多种存储引擎。

查看存储引擎
通过show语句可以查看MySQL支持的存储引擎。比如:
在这里插入图片描述
其中MySQL底层默认使用的存储引擎是InnoDB,该存储引擎支持事务、行级锁、外键等。

目前而言只需要记忆:InnoDB存储引擎是支持事务的,而MyISAM存储引擎是不支持的。


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