MySQL数据库—函数、事务、索引、权限管理与备份、数据库的规范（五）

1、MySQL函数

官网：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/func-op-summary-ref.html

1.1、 常用函数

-- ==================== 常用函数 =============================

-- 数学运算
SELECT ABS(-8)  -- 绝对值
SELECT CEILING(9.4) -- 向上取整
SELECT FLOOR(9.4)  -- 向下取整
SELECT RAND() -- 返回一个 0~1 之间的随机数
SELECT SIGN(10)   -- 判断一个数的符号   0-0   负数返回-1，正数返回 1

-- 字符串函数
SELECT CHAR_LENGTH('即使再小的帆也能远航') -- 字符串长度
SELECT CONCAT('我','爱','你们') -- 拼接字符串
SELECT INSERT('我爱编程helloworld',1,2,'超级热爱') -- 查询，从某个位置开始替换某个长度
SELECT LOWER('KuangShen') -- 小写字母
SELECT UPPER('KuangShen') -- 大写字母
SELECT INSTR('kuangshen','h') -- 返回第一次出现的子串的索引
SELECT REPLACE('狂神说坚持就能成功','坚持','努力') --	替换出现的指定字符串
SELECT SUBSTR('狂神说坚持就能成功',4,6) -- 返回指定的子字符串 (源字符串,截取的位置，截取的长度)
SELECT REVERSE('清晨我上马') -- 反转

-- 查询姓 周的同学，名字 邹
SELECT REPLACE(studentname,'周','邹') FROM student
WHERE studentname LIKE '周%'

-- 时间和日期函数 （记住）
SELECT CURRENT_DATE() -- 获取当前日期
SELECT CURDATE() -- 获取当前日期
SELECT NOW() -- 获取当前的时间
SELECT LOCALTIME() -- 本地时间
SELECT SYSDATE() -- 系统时间

SELECT YEAR(NOW())
SELECT MONTH(NOW())
SELECT DAY(NOW())
SELECT HOUR(NOW())
SELECT MINUTE(NOW())
SELECT SECOND(NOW())

-- 系统
SELECT SYSTEM_USER()
SELECT USER()
SELECT VERSION()

1.2、聚合函数（常用）

函数名称	描述
COUNT()	计数
SUM()	求和
AVG()	平均值
MAX()	最大值
MIN()	最小值
……	……

-- =========== 聚合函数 ===============
-- 都能够统计 表中的数据 （ 想查询一个表中有多少个记录，就使用这个count() ）
SELECT COUNT(`BornDate`) FROM student; -- Count(字段)，会忽略所有的 null 值
SELECT COUNT(*) FROM student;  -- Count（*），不会忽略 null 值， 本质 计算行数
SELECT COUNT(1) FROM result;   -- Count（1），不会忽略忽略所有的 null 值 本质 计算行数


SELECT SUM(`StudentResult`) AS 总和 FROM result
SELECT AVG(`StudentResult`) AS 平均分 FROM result
SELECT MAX(`StudentResult`) AS 最高分 FROM result
SELECT MIN(`StudentResult`) AS 最低分 FROM result

1.3、数据库级别的MD5加密（扩展）

MD5：主要增强算法复杂度和不可逆性。

MD5 不可逆，具体的值的 md5 是一样的

MD5 破解网站的原理，背后有一个字典， MD5加密后的值 ，加密的前值

-- =========测试MD5 加密=======

CREATE TABLE `testmd5`(
   `id` INT(4) NOT NULL,
   `name` VARCHAR(20) NOT NULL,
   `pwd` VARCHAR(50) NOT NULL,
   PRIMARY KEY(`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8

-- 明文密码
INSERT INTO testmd5 VALUES(1,'zhangsan','123456'),(2,'lisi','123456'),(3,'wangwu','123456')

-- 加密
UPDATE testmd5 SET pwd=MD5(pwd) WHERE id = 1

UPDATE testmd5 SET pwd=MD5(pwd)  -- 加密全部的密码

-- 插入的时候加密
INSERT INTO testmd5 VALUES(4,'xiaoming',MD5('123456'))

-- 如何校验：将用户传递进来的密码，进行md5加密，然后比对加密后的值
SELECT * FROM testmd5 WHERE `name`='xiaoming' AND pwd=MD5('123456')

2、事务

一一一一一一

1、SQL 执行 A 给 B 转账 A 1000 —>200 B 200

2、SQL 执行 B 收到 A 的钱 A 800 —> B 400

一一一一一一

将一组SQL 放在一个批次中去执行~

事务原则 ： ACID 原则 原子性，一致性，隔离性，持久性 （脏读，幻读….）

参考博客连接 ： https://blog.csdn.net/dengjili/article/details/82468576

原子性（Atomicity）

要么都成功，要么都失败

一致性（Consistency）

事务前后的数据完整性要保证一致 ，1000

持久性（Durability）— 事务提交

事务一旦提交则不可逆，被持久化到数据库中！

隔离性（Isolation）

事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。

隔离所导致的一些问题

脏读：

指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。

不可重复读：

在一个事务内读取表中的某一行数据，多次读取结果不同。（这个不一定是错误，只是某些场合不对）

虚读(幻读)

是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据，导致前后读取不一致。

执行事务

-- ==================== 事务 =========================

-- mysql 是默认开启事务自动提交的
SET autocommit = 0 /* 关闭 */
SET autocommit = 1 /* 开启（默认的） */

-- 手动处理事务
SET autocommit = 0 -- 关闭自动提交

-- 事务开启
START TRANSACTION  -- 标记一个事务的开始，从这个之后的 sql 都在同一个事务内

INSERT xx
INSERT xx

-- 提交： 持久化 （成功！）
COMMIT
-- 回滚： 回到的原来的样子 （失败！）
ROLLBACK

-- 事务结束
SET autocommit = 1 -- 开启自动提交

-- 了解
SAVEPOINT 保存点名 -- 设置一个事务的保存点
ROLLBACK TO SAVEPOINT 保存点名 -- 回滚到保存点
RELEASE SAVEPOINT 保存点名 -- 撤销保存点

模拟场景

-- 转账
CREATE DATABASE shop CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci
USE shop

CREATE TABLE `account`(
  `id` INT(3) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` VARCHAR(30) NOT NULL,
  `money` DECIMAL(9,2) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8


INSERT INTO account(`name`,`money`)
VALUES ('A',2000.00),('B',10000.00)

-- 模拟转账：事务
SET autocommit = 0; -- 关闭自动提交
START TRANSACTION -- 开启一个事务 （一组事务）

UPDATE account SET money=money-500 WHERE `name` = 'A' -- A减500
UPDATE account SET money=money+500 WHERE `name` = 'B' -- A加500

COMMIT; -- 提交事务，就被持久化了！
ROLLBACK;  -- 回滚

SET autocommit = 1; -- 恢复默认值

3、索引

MySQL官方对索引的定义为：索引（Index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。 0.5s 0.00001s

提取句子主干，就可以得到索引的本质：索引是数据结构。

3.1、索引的分类

在一个表中，主键索引只能有一个，唯一索引可以有多个

• 主键索引 （PRIMARY KEY ）
  • 唯一的标识，主键不可重复，只能有一个列作为主键
• 唯一索引 （UNIQUE KEY）
  • 避免重复的列出现，唯一索引可以重复，多个列都可以标识位 唯一索引
• 常规索引 （KEY/INDEX）
  • 默认的， index。key 关键字来设置
• 全文索引 （FullText）
  • 在特定的数据库引擎下才有，MyISAM
  • 快速定位数据

基础语法

-- 索引的使用
-- 1、在创建表的时候给字段增加索引
-- 2、创建完毕后，增加索引

-- 显示所有的索引信息
SHOW INDEX FROM student

-- 增加一个全文索引 （索引名）  列名
ALTER TABLE school.student ADD FULLTEXT INDEX `studentName`(`studentName`);

-- EXPLAIN 分析sql执行的状况 

EXPLAIN SELECT * FROM student; -- 非全文索引

EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE MATCH(studentName) AGAINST('刘');

3.2、测试索引

CREATE TABLE `app_user` (
  `id` BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` VARCHAR(50) DEFAULT '' COMMENT '用户昵称',
  `email` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户邮箱',
  `phone` VARCHAR(20) DEFAULT '' COMMENT '手机号',
  `gender` TINYINT(4) UNSIGNED DEFAULT '0' COMMENT '性别（0:男；1：女）',
  `password` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '密码',
  `age` TINYINT(4) DEFAULT '0' COMMENT '年龄',
  `create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `update_time` TIMESTAMP NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='app用户表'


-- 插入100万数据  55.176 sec
DELIMITER $$  -- 写函数之前必须要写，标志
CREATE FUNCTION mock_data() 
RETURNS INT
BEGIN
   DECLARE num INT DEFAULT 1000000;
   DECLARE i INT DEFAULT 0;
   WHILE i<num DO
     INSERT INTO app_user(`name`,`email`,`phone`,`gender`,`password`,`age`)VALUES(CONCAT('用户',i),'[email protected]',CONCAT('18',FLOOR(RAND()*((999999999-100000000)+100000000))),FLOOR(RAND()*2),UUID(),FLOOR(RAND()*100));
     SET i = i+1;
   END WHILE;
   RETURN i;
END;
SELECT mock_data();


SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999'; --  0.993 sec
SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999'; --  1.098 sec
SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999'; --  0.788 sec

EXPLAIN SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999';

SELECT * FROM student

-- id _ 表名 _ 字段名
-- CREATE INDEX 索引名 on 表(字段)
CREATE INDEX id_app_user_name ON app_user(`name`);

SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999'; -- 0.001 sec
SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999'; 
EXPLAIN SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999';

索引在小数据量的时候，用户不大，但是在大数据的时候，区别十分明显~

3.3、索引原则

• 索引不是越多越好
• 不要对进程变动数据加索引
• 小数据量的表不需要加索引
• 索引一般加在常用来查询的字段上！

索引的数据结构

Hash 类型的索引~

Btree ： InnoDB 的默认数据结构~

阅读：http://blog.codinglabs.org/articles/theory-of-mysql-index.html

4、权限管理和备份

4.1、用户管理

SQL yog 可视化管理

SQL 命令操作

用户表： mysql.user

本质：读这张表进行增删改查

-- 创建用户 CREATE USER 用户名 IDENTIFIED BY '密码'
CREATE USER wode  IDENTIFIED BY '123456'

-- 修改密码 （修改当前用户密码）
SET PASSWORD = PASSWORD('123456')

-- 修改密码 （修改指定用户密码）
SET PASSWORD FOR wode = PASSWORD('123456')

-- 重命名 RENAME USER 原来名字 TO 新的名字
RENAME USER wode TO wode2

-- 用户授权 ALL PRIVILEGES 全部的权限 ， 库.表
-- ALL PRIVILEGES 除了给别人授权，其他都能够干   
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO wode2

-- 查询权限
SHOW GRANTS FOR wode2   -- 查看指定用户的权限
SHOW GRANTS FOR root@localhost  

-- ROOT用户权限：GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'localhost' WITH GRANT OPTION

-- 撤销权限 REVOKE 哪些权限， 在哪个库撤销，给谁撤销
REVOKE  ALL PRIVILEGES ON *.* FROM wode2

-- 删除用户
DROP USER wode

4.2、MySQL 备份

为什么要备份：

• 保证重要的数据不丢失
• 数据转移

MySQL 数据库备份的方式

• 直接拷贝物理文件

• 在Sqlyog 这种可视化工具中手动导出

  • 在想要导出的表或者库中，右键，选择备份或导出

• 使用命令行导出 mysqldump 命令行使用

  # mysqldump -h 主机  -u 用户名 -p 密码  数据库  表名  > 物理磁盘位置/文件名
  mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student >D:/a.sql
  
  # mysqldump -h 主机  -u 用户名 -p 密码  数据库  表1 表2 表3 > 物理磁盘位置/文件名
  mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student >D:/b.sql
  
  # mysqldump -h 主机  -u 用户名 -p 密码  数据库> 物理磁盘位置/文件名
  mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school >D:/c.sql
  
  # 导入
  # 登录的情况下，切换到指定的数据库
  # source 备份文件
  source d:/a.sql
  
  mysql -u用户名 -p密码 库名< 备份文件
  

假设你要备份数据库，防止数据丢失。

把数据库个朋友！ sql文件给别人即可！

5、规范数据库设计

5.1、为什么需要设计

当数据库比较复杂的时候，我们就需要设计了

糟糕的数据库设计：

• 数据冗余，浪费空间
• 数据库插入和删除都会麻烦、异常 【屏蔽使用物理外键】
• 程序的性能差

良好的数据库设计：

• 节省内存空间
• 保证数据库的完整性
• 方便我们开发系统

软件开发中，关于数据库的设计

• 分析需求：分析业务和需要处理的数据库的需求
• 概要设计：设计关系图 E-R 图

设计数据库的步骤：（个人博客）

• 收集信息，分析需求
  • 用户表（用户登录注销，用户的个人信息，写博客，创建分类）
  • 分类表 （文章分类，谁创建的）
  • 文章表 （文章的信息）
  • 评论表
  • 友链表 （友链信息）
  • 自定义表 （系统信息，某个关键的字，或者一些主字段） key ： value
  • 说说表 （发表心情 … id… content….create_time）
• 标识实体 （把需求落地到每个字段）
• 标识实体 之间的关系
  • 写博客：user --> blog
  • 创建分类：user –> category
  • 关注：user –>user
  • 友链：links
  • 评论：user-user-blog

5.2、三大范式

为什么需要数据规范化？

• 信息重复
• 更新异常
• 插入异常
  • 无法正常显示信息
• 删除异常
  • 丢失有效的信息

三大范式 （了解）

第一范式（1NF）

原子性 ： 保证每一列不可再分

第二范式（2NF）

前提：满足第一范式

每张表只描述一件事情

第三范式（3NF）

前提：满足第一范式 和 第二范式

第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。

（规范数据库的设计）

规范性 和 性能的问题

关联查询的表不得超过三张表

• 考虑商业化的需求和目标，（成本，用户体验！） 数据库的性能更加重要
• 在规范性能的问题的时候，需要适当的考虑一下 规范性！
• 故意给某些表增加一些冗余的字段。（从多表查询中变为单表查询）
• 故意增加一些计算列 （从大数据量降低为小数据量的查询：索引）