MySQL数据库基础---数据库管理与高可用

前言

• 在这个信息爆炸的时代，大量的数据、信息在不断产生，伴随而来的就是如何安全、有效地存储、检索和管理它们。对数据的有效存储、高效访问、方便共享和安全控制已经成为信息时代亟待解决的问题。

1.数据库简介

1.1 使用数据库的必要性

• 使用数据库可以高效且条理分明地存储数据，使人们能够更加迅速、方便地管理数据；
• 数据库具有以下特点：

可以结构化存储大量的数据信息，方便用户进行有效的检索和访问；
可以有效地保持数据信息的一致性、完整性，降低数据冗余；
可以满足应用的共享与安全方面的要求

• 数据库技术是计算机科学的核心技术之一，具有完备的理论基础。

1.2 数据库的基本概念

1.2.1 数据(Data)

• 描述事物的符号记录
• 包括数字，文字、图形、图像、声音、档案记录等
• 以“记录”形式按统一的格式进行存储

1.2.2 表

• 将不同的记录组织在一起
• 用来存储具体数据

1.2.3 数据库

• 表的集合，是存储数据的仓库
• 以一定的组织方式存储的相互有关的数据集合

1.2.4 数据库管理系统(DBMS)

• 是实现对数据库资源有效组织、管理和存取的系统软件

1.2.5 数据库系统

• 是一个人机系统，由硬件、OS、数据库、DBMS、应用软件和数据库用户组成
• 用户可以通过DBMS或应用程序操作数据库

1.3 数据库系统发展史

1.3.1 第一代数据库

• 自20世纪60年代起，第一代数据库系统问世
• 是层次模型与网状模型的数据库系统
• 为统一管理和共享数据提供了有力的支撑

1.3.2 第二代数据库

• 20世纪70年代初，第二代数据库----关系数据库开始出现
• 20世纪80年代初，IBM公司的关系数据库系统DB2问世，开始逐步取代层次与网状模型的数据库，成为行业主流
• 到目前为止，关系数据库系统仍占领数据库应用的主要地位

1.3.3 第三代数据库

• 自20世纪80年代开始，适应不同领域的新型数据库系统不断涌现
• 面向对象的数据库系统，实用性强、适应面广
• 20世纪90年代后期，形成了多种数据库系统共同支撑应用的局面
• —些新的元素被添加进主流数据库系统中：例如，Oracle支持的“关系-对象”数据库模型

1.4 当今主流数据库介绍

• SQL Server(微软公司产品)：
  面向Windows操作系统；简单、易用
  

• Oracle(甲骨文公司产品)：
  面向所有主流平台；安全、完善，操作复杂
  

• DB2 (IBM公司产品)：
  面向所有主流平台；天型、安全、完善
  

• MySQL(甲骨文公司收购)：
  免费、开源、体积小
  

1.5 关系数据库

1.5.1 概述

• 关系数据库系统是基于关系模型的数据库系统
• 关系模型的数据结构使用简单易懂的二维数据表
• 关系模型可用简单的“实体-关系”(E-R)图来表示
• E-R图中包含了实体 (数据对象)、关系和属性三个要素

1.5.2 各个模块介绍

• 实体：也称为实例，对应现实世界中可区别于其他对象的“事件”或“事物”，如"银行客户、银行账户等"
• 属性：实体所具有的某一特性，一个实体可以有多个属性。如，银行客户实体集中的每个实体均具有姓名、住址、电话等属性
• 联系：实体集之间的对应关系称为联系，也称为关系。如银行客户和银行账户之间存在“储蓄”的关系
• 所有实体及实体之间联系的集合构成一个关系数据库

1.5.3 关系数据库的结构介绍

• 关系数据库的存储结构是二维表格
• 在每个二维表中：
  每一行称为一条记录，用来描述一个对象的信息
  每一列称为一个字段，用来描述对象的一个属性

1.5.4 关系数据库的应用

• 关系数据库：
  Oracle，MySQL
  SQLServer、Sybase
  Informix、access
  DB2、FoxPRO

• 应用举例：
  12306用户信息系统
  淘宝账号系统
  联通手机号信息系统
  银行用户账号系统
  网站用户信息系统

1.6 非关系数据库介绍

• 非关系数据库也被称作NoSQL(Not Only sQL)
• 存储数据不以关系模型为依据，不需要固定的表格式
• 非关系型数据库的优点：
  数据库可高并发读写
  对海量数据高效率存储与访问
  数据库具有高扩展性与高可用性
• 常用的非关系数据库：Redis、mongoDB等

2.MySQL服务基础

2.1 MySQL数据库介绍

• 一款深受欢迎的开源关系型数据库
• Oracle旗下的产品
• 遵守GPL协议，可以免费使用与修改
• 特点：
  性能卓越、服务稳定
  开源、无版权限制、成本低
  多线程、多用户
  基于CIS（客户端/服务器）架构
  安全可靠

2.2 MySQL数据库的编译安装

2.2.1 准备工作

• 需要准备MySQL组件包
• 若安装了其他数据库需要先卸载

yum -y remove 数据库名

2.2.2 源码编译安装

• 安装相关工具

yum -y install ncurses ncurses-devel cmake
		//ncurses-devel是字符终端下屏幕控制的基本库
		//cmake跨平台编译安装工具

• 创建运行用户

useradd -s /sbin/nologin mysql	//创建不可登录的用户

• 解包

tar zxvf mysql-boost-5.7.20.tar.gz	//解包
cd mysql-5.7.20/

• cmake安装配置

cmake \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
-DSYSCONFDIR=/etc \
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
-DDEFAULT_CHARSET=utf8 \
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
-DWITH_BOOST=boost \
-DWITH_SYSTEMD=1

• 编译安装

make && make install		//编译安装

2.3 安装后的其他调整

• 对数据库目录进行权限设置

cd
chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/		//设置属主和数组

• 建立配置文件 /etc/my.cnf

rm -rf /etc/my.cnf		//如果原来的/etc/文件夹下有 my.cnf 文件可以删除

vi /etc/my.cnf
[client]
port = 3306
default-character-set = utf8
socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
[mysql]
port = 3306
default-character-set = utf8
socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
[mysqld]
user = mysql
basedir = /usr/local/mysql
datadir = /usr/local/mysql/data
port = 3306
character_set_server = utf8
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
server-id = 1
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES

• 设置环境变量

echo 'PATH=/usr/local/mysql/bin:/usr/local/mysql/lib:$PATH' >> /etc/profile
echo 'export PATH' >> /etc/profile
source /etc/profile		//使配置立即生效

• 初始化数据库

mysqld \
--initialize-insecure \
--user=mysql \
--basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data

2.4 添加并启动系统服务

cd /usr/local/mysql/
cp usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system
systemctl daemon-reload	 //守护进程重新加载
systemctl start mysqld
systemctl enable mysqld
netstat -anpt | grep 3306		//查看端口信息

2.5 访问MySQL数据库

• 登录到MySQL服务器

mysql -uroot -p	//初始化密码，第一次以空密码登录

• 也可以更改设置登录密码

mysqladmin -uroot -p password 'abc123'  //给root账号设置密码为abc123
mysql -uroot -pabc123	//以"abc123"为密码登录数据库

• 执行MySQL操作语句

mysql> show databases;	//查看当前mysql服务器中包含的库
mysql> show tables;  //查看当前所在库中包含的表

• 退出 “mysql>” 操作环境

mysql> exit
Bye
[root@localhost ~]#

3.数据库基本操作命令

• SQL语言

Structured Query Language的缩写，即结构化查询语言
关系型数据库的标准语言
用于维护管理数据库:包括数据查询、数据更新、访问控制、对象管理等功能

3.1 数据库的分类

3.1.1 数据的分类

• 结构化数据
  可以用二维逻辑表来表现的数据即为结构化数据
• 非结构化数据
  不方便用二维逻辑表表现的数据为非结构化数据

3.1.2 数据库的分类

• 关系型数据库
  关系型数据库里存储的数据是表格式的，因此存储在数据表的行和列中，数据表可彼此关联协作存储，容易数据提取。
• 非关系型数据库
  非关系型数据库里数据不适合以表格形式存取，而是大块结合在一起，通常存储在数据集中，方便存储文档、图片等数据。
• mysql数据库常用语句分类

DDL (Data Definition Language，数据定义语言)﹔
用来建立数据库、数据库对象和定义字段，如 CREATE、ALTER、DROP。

DML (Data Manipulation Language，数据操纵语言)∶
用来插入、删除和修改数据库中的数据，如 INSERT、UPDATE、DELETE。

DQL (Data Query Language，数据查询语言):用来查询数据库中的数据，如 SELECT。

DCL (Data Control Language，数据控制语言):
用来控制数据库组件的存取许可、存取权限等，如 COMMIT、ROLLBACK、GRANT、REVOKE。

3.2 MySQL常用管理操作

• 查看数据库结构
• 创建及删除库和表
• 管理表的记录

3.2.1 查看数据库结构

查看数据库列表信息的命令

show databases;

查看数据库中的数据表信息

use 数据库名;
show tables;

显示数据表的结构（字段)

describe [数据库名.]表名;
或
use 数据库名;
describe 表名;

3.2.2 创建及删除库和表

• 创建新的库

create database 数据库名;

刚创建的数据库是空的，其中不包含任何表，在/usr/local/mysql/data目录下会自动生成一个与新建的库名相同的空文件夹

• 创建新的表

create table 表名(字段 1 名称 类型，字段 1 名称 类型，...，PRIMARY KEY(主键名))

创建表之前，应先明确数据表格的结构、各字段的名称和类型等信息。

• 删除一个数据表

DROP TABLE 库名.表名