MySQL进阶---约束、多表操作、视图、范式、备份与恢复

约束

1. 分类

对表中的数据进行限定，保证数据的正确性、有效性和完整性。

主键约束（Primary Key constraint）：要求主键列数据唯一，并且不允许为空。

唯一约束（Unique constraint）：要求该列唯一，允许为空，但只能出现一个空值。

检查约束（Check constraint）：某列取值范围限制，格式限制等，如有关年龄、邮箱（必须有@）的约束。

默认约束（Default constraint）：某列的默认值，如在数据库里有一项数据很多重复，可以设为默认值。

外键约束（Foreign Key constraint）：用于在两个表之间建立关系，需要指定引用主表的哪一列。

* 分类：

    1. 主键约束：primary key

    2. 非空约束：not null

    3. 唯一约束：unique

    4. 外键约束：foreign key 

2. 主键约束

primary key，非空并且唯一，一张表只能有一个主键，主键是表的唯一标识

主键约束：primary key。
        1. 注意：
            1. 含义：非空且唯一
            2. 一张表只能有一个字段为主键
            3. 主键就是表中记录的唯一标识

        2. 在创建表时，添加主键约束

create table stu(
	id int primary key,-- 给id添加主键约束
	name varchar(20)
);

       3. 删除主键

-- 错误 alter table stu modify id int ;
ALTER TABLE stu DROP PRIMARY KEY;

       4. 创建完表后，添加主键

ALTER TABLE stu MODIFY id INT PRIMARY KEY;

主键是一个表中能标识唯一行的标志（也有其他方法表示唯一行，如唯一列）。

主键主要用在查询单调数据，修改单调数据和删除单调数据上。

3. 主键自动增长 

1.  概念：如果某一列是数值类型的，使用 auto_increment 可以来完成值得自动增长

2. 在创建表时，添加主键约束，并且完成主键自增长

create table stu(

    id int primary key auto_increment,-- 给id添加主键约束

    name varchar(20)

);      

3. 删除自动增长

ALTER TABLE stu MODIFY id INT;

4. 添加自动增长

ALTER TABLE stu MODIFY id INT AUTO_INCREMENT;

自增主键

这种方式是使用数据库提供的自增数值型字段作为自增主键，它的优点是：

（1）数据库自动编号，速度快，而且是增量增长，按顺序存放，对于检索非常有利；

（2）数字型，占用空间小，易排序，在程序中传递也方便；

（3）如果通过非系统增加记录时，可以不用指定该字段，不用担心主键重复问题。

其实它的缺点也就是来自其优点，缺点如下：

（1）因为自动增长，在手动要插入指定ID的记录时会显得麻烦，尤其是当系统与其它系统集成时，需要数据导入时，很难保证原系统的ID不发生主键冲突（前提是老系统也是数字型的）。特别是在新系统上线时，新旧系统并行存在，并且是异库异构的数据库的情况下，需要双向同步时，自增主键将是你的噩梦；

（2）在系统集成或割接时，如果新旧系统主键不同是数字型就会导致修改主键数据类型，这也会导致其它有外键关联的表的修改，后果同样很严重；

（3）若系统也是数字型的，在导入时，为了区分新老数据，可能想在老数据主键前统一加一个字符标识（例如“o”，old）来表示这是老数据，那么自动增长的数字型又面临一个挑战。

4. 唯一约束

* 唯一约束：unique，某一列的值不能重复

    1. 注意：

        * 唯一约束可以有NULL值，但是只能有一条记录为null

    2. 在创建表时，添加唯一约束

​
CREATE TABLE stu(
	id INT,
	phone_number VARCHAR(20) UNIQUE -- 手机号
);

​

    3. 删除唯一约束

ALTER TABLE stu DROP INDEX phone_number;

    4. 在表创建完后，添加唯一约束

ALTER TABLE stu MODIFY phone_number VARCHAR(20) UNIQUE;

唯一约束在实际应用中，也要根据实际情况来进行使用。

例如：注册账户时需要用到手机号，每个手机号只能注册一个账号，这时就要用到唯一约束。

5. 非空约束

 * 非空约束：not null，某一列的值不能为null

    1. 创建表时添加约束

CREATE TABLE stu(
	id INT,
	NAME VARCHAR(20) NOT NULL -- name为非空
);

    2. 创建表完后，添加非空约束

ALTER TABLE stu MODIFY NAME VARCHAR(20) NOT NULL;

    3. 删除name的非空约束

ALTER TABLE stu MODIFY NAME VARCHAR(20);

在实际应用中，根据实际情况来确定是否使用非空约束。

例如：注册用户时，用户名和密码必须不为null

6. 外键约束

 * 外键约束：foreign key,让表于表产生关系，从而保证数据的正确性。

    1. 在创建表时，可以添加外键

        * 语法：

            create table 表名(

                ....

                外键列

                constraint 外键名称 foreign key (外键列名称) references 主表名称(主表列名称)

            );

    2. 删除外键

        ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称;

    3. 创建表之后，添加外键

        ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名称) REFERENCES 主表名称(主表列名称);

-- 外键约束
-- 用户表
create table user(
    id int primary key auto_increment,  -- id
    name varchar(20) not null           -- 姓名
);
-- 添加用户
insert into user values (1,'张三'),(2,'李四');
-- 订单表
create table orderlist(
    id int primary key auto_increment,  -- id
    number varchar(20) not null,        -- 订单编号
    uid int,                            -- 外键列
    constraint ou_fk1 foreign key (uid) references user(id)
);
-- 添加订单数据
-- 要user表中有id的用户才能成功添加
insert into orderlist values (null,'hm001',1),(null,'hm002',1),(null,'hm003',2),(null,'hm004',2);
-- 删除外键约束
alter table orderlist drop foreign key ou_fk1;
insert into orderlist values (null, 'hm005',3); -- user表无id为3的用户，orderlist表插入成功
-- 添加外键约束
-- 注意上方orderlist添加了有uid为3的数据，如果user表中没有id为3的则此时添加约束会失败，可以在user表添加id为3的数据后再添加约束
insert into user values (3,'王五');
alter table orderlist add constraint ou_fk1 foreign key (uid) references user(id);

 7. 外键级联操作

A表与B表有外键约束，A中有外键，B中数据改变时，A中的外键字段对应做出改变。

1. 添加级联操作

    语法：ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称

            FOREIGN KEY (外键字段名称) REFERENCES 主表名称(主表列名称) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE  ;

2. 分类：

    1. 级联更新：ON UPDATE CASCADE

    2. 级联删除：ON DELETE CASCADE

级联操作有四种类型：级联更新（合并），级联保存，级联刷新，和级联删除。

详情：现在分别介绍以上四种级联类型的详细情况。

1.CascadeType.REFRESH 级联刷新（使用场景，当我们从数据库中请求了一条数据，在我们对这条数据进行业务处理的时候，另一个用户可能会修改数据库中的这条数据的记录，那么此时我们就需要进行级联刷新了，否则我们处理的数据就失去了意义。）

2.CascadeType.PERSIST 级联持久化（比如在发出保存订单操作时，会同时发出保存订单项的操作语句）   *订单和订单项之间是一对多的关系。

3.CascadeType.MERGE 级联合并 也就是级联更新（当处于游离状态下的对象被修改了，那么与他相关联的实体中的对象也会执行修改，如果开启了级联更新，那么此实体对象的更新会波及到与其关联的实体对象）

4.CascadeType.REMOVE 级联删除 （比如：如果设置了级联删除，当删除订单时，会同时删除对应的订单项，但是需要注意此操作的先后顺序为先删除订单项，再删除订单）

注：即使我们定义了级联操作，也只有在我们使用EntityManage 对象的api方法时才会生效。比如说当我们调用了refresh()；方法时，级联刷新才会生效。当调用了remove()方法时，级联删除才会生效。而使用HQL语句进行删除，则不会触发级联删除操作。

多表操作 

1. 概述

1. 分类：

    1. 一对一(了解)：

        * 如：人和身份证

        * 分析：一个人只有一个身份证，一个身份证只能对应一个人

    2. 一对多(多对一)：

        * 如：部门和员工

        * 分析：一个部门有多个员工，一个员工只能对应一个部门

    3. 多对多：

        * 如：学生和课程

        * 分析：一个学生可以选择很多门课程，一个课程也可以被很多学生选择

2. 实现关系：

    1. 一对多(多对一)：

        * 如：分类和商品

        * 实现方式：在多的一方建立外键，指向一的一方的主键。

/*
	商品分类和商品
*/
-- 创建category表
CREATE TABLE category(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	NAME VARCHAR(10)                        -- 分类名称
);
-- 添加数据
INSERT INTO category VALUES (NULL,'手机数码'),(NULL,'电脑办公');

-- 创建product表
CREATE TABLE product(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	NAME VARCHAR(30),			-- 商品名称
	cid INT,				-- 外键列
	CONSTRAINT pc_fk1 FOREIGN KEY (cid) REFERENCES category(id)
);
-- 添加数据
INSERT INTO product VALUES (NULL,'华为P30',1),(NULL,'小米note3',1),
(NULL,'联想电脑',2),(NULL,'苹果电脑',2);

    2. 多对多：

        * 如：学生和课程

        * 实现方式：多对多关系实现需要借助第三张中间表。中间表至少包含两个字段，这两个字段作为第三张表的外键，分别指向两张表的主键

-- 创建student表
CREATE TABLE student(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	NAME VARCHAR(20)			-- 学生姓名
);
-- 添加数据
INSERT INTO student VALUES (NULL,'张三'),(NULL,'李四');

-- 创建course表
CREATE TABLE course(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	NAME VARCHAR(10)			-- 课程名称
);
-- 添加数据
INSERT INTO course VALUES (NULL,'语文'),(NULL,'数学');


-- 创建中间表
CREATE TABLE stu_course(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	sid INT,  -- 用于和student表中的id进行外键关联
	cid INT,  -- 用于和course表中的id进行外键关联
	CONSTRAINT sc_fk1 FOREIGN KEY (sid) REFERENCES student(id), -- 添加外键约束
	CONSTRAINT sc_fk2 FOREIGN KEY (cid) REFERENCES course(id)   -- 添加外键约束
);
-- 添加数据
INSERT INTO stu_course VALUES (NULL,1,1),(NULL,1,2),(NULL,2,1),(NULL,2,2);

   3. 一对一(了解)：

        * 如：人和身份证

        * 实现方式：一对一关系实现，可以在任意一方添加唯一外键指向另一方的主键。

-- 创建db3数据库
CREATE DATABASE db3;

-- 使用db3数据库
USE db3;

-- 创建person表
CREATE TABLE person(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	NAME VARCHAR(20)                        -- 姓名
);
-- 添加数据
INSERT INTO person VALUES (NULL,'张三'),(NULL,'李四');

-- 创建card表
CREATE TABLE card(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 主键id
	number VARCHAR(20) UNIQUE NOT NULL,	-- 身份证号
	pid INT UNIQUE,                         -- 外键列
	CONSTRAINT cp_fk1 FOREIGN KEY (pid) REFERENCES person(id)
);
-- 添加数据
INSERT INTO card VALUES (NULL,'12345',1),(NULL,'56789',2);

 2. 多表查询 

1. 分类

        内连接查询

        外连接查询

        子查询

        自关联查询

2. 内连接查询

查询原理
        内连接查询的是两张表有交集的部分数据（在主外键关联的数据）
查询语法：

显式内连接
        SELECT  列名  FROM  表名1  [INNFR]  JOIN  表名2  ON  条件；

隐式内连接
        SELECT  列名  FROM  表名1，表名2  WHERE  条件；

/*
	显示内连接
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名1 [INNER] JOIN 表名2 ON 关联条件;
*/
-- 查询用户信息和对应的订单信息
SELECT * FROM USER INNER JOIN orderlist ON orderlist.uid = user.id;


-- 查询用户信息和对应的订单信息，起别名
SELECT * FROM USER u INNER JOIN orderlist o ON o.uid=u.id;


-- 查询用户姓名，年龄。和订单编号
SELECT
	u.name,		-- 用户姓名
	u.age,		-- 用户年龄
	o.number	-- 订单编号
FROM
	USER u          -- 用户表
INNER JOIN
	orderlist o     -- 订单表
ON
	o.uid=u.id;
/*
	隐式内连接
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名1,表名2 WHERE 关联条件;
*/
-- 查询用户姓名，年龄。和订单编号
SELECT
	u.name,		-- 用户姓名
	u.age,		-- 用户年龄
	o.number	-- 订单编号
FROM
	USER u,		-- 用户表
	orderlist o     -- 订单表
WHERE
	o.uid=u.id;

3. 外连接查询 

1. 左外连接

查询原理
        查询左表的全部数据，和左右两张表有交集部分的数据
查询语法：
        SELECT  列名  FROM  表名1  LEFT [OUTER]  JOIN  表名2  ON  条件；

2. 右外连接

查询原理
        查询右表的全部数据，和左右两张表有交集部分的数据
查询语法：
        SELECT  列名  FROM  表名1  RIGHT [OUTER]  JOIN  表名2  ON  条件；

/*
	左外连接
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名1 LEFT [OUTER] JOIN 表名2 ON 条件;
*/
-- 查询所有用户信息，以及用户对应的订单信息
SELECT
	u.*,
	o.number
FROM
	USER u
LEFT OUTER JOIN
	orderlist o
ON
	o.uid=u.id;
/*
	右外连接
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名1 RIGHT [OUTER] JOIN 表名2 ON 条件;
*/
-- 查询所有订单信息，以及订单所属的用户信息
SELECT
	o.*,
	u.name
FROM
	USER u
RIGHT OUTER JOIN
	orderlist o
ON
	o.uid=u.id;

4. 子查询

概念：查询语句中嵌套的查询语句，我们就将嵌套的查询称为子查询。

 结果是多行单列的

        查询作用
                可以将查询的结果作为另一条语句的查询条件，使用运算符= > >= < <=等判断
        查询语法
                SELECT 列名 FROM 表名 WHERE 列名=(SELECT 列名 FROM 表名 [WHERE 条件])；

 结果是多行单列的

        查询作用
                可以作为条件，使用运算符 IN 和 NOT IN进行判断
        查询语法
                SELECT 列名 FROM 表名 WHERE 列名 [NOT] IN (SELECT 列名 FROM 表名 [WHERE 条件])；

结果是多行单列的

        查询作用
                查询的结果可以作为一张虚拟表参与查询
        查询语法
                SELECT 列名 FROM 表名 别名, (SELECT 列名 FROM 表名 [WHERE 条件]) [别名] [WHERE 条件]；

/*
	结果是单行单列的
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名 WHERE 列名=(SELECT 列名 FROM 表名 [WHERE 条件]);
*/
-- 查询年龄最高的用户姓名
SELECT MAX(age) FROM USER;
-- 注意SELECT NAME,MAX(age) FROM USER;的写法中，除了聚合函数，其他字段显示的都是表的第一行数据
SELECT NAME,age FROM USER WHERE age=(SELECT MAX(age) FROM USER);

/*
	结果是多行单列的
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名 WHERE 列名 [NOT] IN (SELECT 列名 FROM 表名 [WHERE 条件]); 
*/
-- 查询张三和李四的订单信息
SELECT * FROM orderlist WHERE uid IN (1,2);
SELECT id FROM USER WHERE NAME IN ('张三','李四');
SELECT * FROM orderlist WHERE uid IN (SELECT id FROM USER WHERE NAME IN ('张三','李四'));

/*
	结果是多行多列的
	标准语法：
		SELECT 列名 FROM 表名 [别名],(SELECT 列名 FROM 表名 [WHERE 条件]) [别名] [WHERE 条件];
*/
-- 查询订单表中id大于4的订单信息和所属用户信息
SELECT * FROM orderlist WHERE id > 4;
SELECT
	u.name,
	o.number
FROM
	USER u,
	(SELECT * FROM orderlist WHERE id > 4) o
WHERE
	o.uid=u.id;

 这里的子查询可以把要求的语句先拆分小的子查询语句，然后再整合

5. 自关联查询

在同一张表中数据有关联性，我们可以把这张表当成多个表来查询。

-- 创建员工表
CREATE TABLE employee(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,	-- 员工编号
	NAME VARCHAR(20),			-- 员工姓名
	mgr INT,				-- 上级编号
	salary DOUBLE				-- 员工工资
);
-- 添加数据
INSERT INTO employee VALUES (1001,'孙悟空',1005,9000.00),
(1002,'猪八戒',1005,8000.00),
(1003,'沙和尚',1005,8500.00),
(1004,'小白龙',1005,7900.00),
(1005,'唐僧',NULL,15000.00),
(1006,'武松',1009,7600.00),
(1007,'李逵',1009,7400.00),
(1008,'林冲',1009,8100.00),
(1009,'宋江',NULL,16000.00);

-- 查询所有员工的姓名及其直接上级的姓名，没有上级的员工也需要查询
/*
分析
	员工信息 employee表
	条件：employee.mgr = employee.id
	查询左表的全部数据，和左右两张表有交集部分数据，左外连接
*/
SELECT
	e1.id,
	e1.name,
	e1.mgr,
	e2.id,
	e2.name
FROM
	employee e1
LEFT OUTER JOIN
	employee e2
ON
	e1.mgr = e2.id;

视图

1. 概述

视图：是种虚拟存在的数据表，这个虚拟表并不在数据库中实际存在。
作用：将一些较为复杂的查询语句的结果，封装到一个虚拟表中，后期再有相同需求时，直接查询该虚拟表即可。

2. 视图的创建与查询

创建视图语法：

CREATE VIEW 视图名称 [(列名列表)] AS 查询语句;

查询视图语法：

SELECT * FROM 视图名称;

/*
	创建视图
	标准语法
		CREATE VIEW 视图名称 [(列名列表)] AS 查询语句;
*/
-- 创建city_country视图，保存城市和国家的信息(使用指定列名)
CREATE VIEW city_country (city_id,city_name,country_name) AS
SELECT
	c1.id,
	c1.name,
	c2.name
FROM
	city c1,
	country c2
WHERE
	c1.cid=c2.id;
/*
	查询视图
	标准语法
		SELECT * FROM 视图名称;
*/
-- 查询视图
SELECT * FROM city_country;

 2. 视图的修改与删除

修改视图数据语法：

UPDATE 视图名称 SET 列名=值 WHERE 条件;

修改视图结构语法：

ALTER VIEW 视图名称 (列名列表) AS 查询语句;

删除视图语法：

DROP VIEW [IF EXISTS] 视图名称;

/*
	修改视图数据
	标准语法
		UPDATE 视图名称 SET 列名=值 WHERE 条件;
	
	修改视图结构
	标准语法
		ALTER VIEW 视图名称 (列名列表) AS 查询语句; 
*/
-- 修改视图数据,将北京修改为深圳。(注意：修改视图数据后，源表中的数据也会随之修改)
SELECT * FROM city_country;
UPDATE city_country SET city_name='深圳' WHERE city_name='北京';

-- 将视图中的country_name修改为name
ALTER VIEW city_country (city_id,city_name,NAME) AS
SELECT
	c1.id,
	c1.name,
	c2.name
FROM
	city c1,
	country c2
WHERE
	c1.cid=c2.id;
/*
	删除视图
	标准语法
		DROP VIEW [IF EXISTS] 视图名称;
*/
-- 删除city_country视图
DROP VIEW IF EXISTS city_country;

范式

1. 概述

设计数据库时，需要遵循的一些规范。要遵循后边的范式要求，必须先遵循前边的所有范式要求

设计关系数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同的规范要求被称为不同的范式，各种范式呈递次规范，越高的范式数据库冗余越小。

第一范式目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多规范要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式(3NF）就行。

2. 三大范式详解

1. 第一范式（1NF）：每一列都是不可分割的原子数据项
2. 第二范式（2NF）：在1NF的基础上，非码属性必须完全依赖于码（在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖）

* 几个概念：
1. 函数依赖：A-->B,如果通过A属性(属性组)的值，可以确定唯一B属性的值。则称B依赖于A
            例如：学号-->姓名。  （学号，课程名称） --> 分数
2. 完全函数依赖：A-->B， 如果A是一个属性组，则B属性值得确定需要依赖于A属性组中所有的属性值。
             例如：（学号，课程名称） --> 分数
 3. 部分函数依赖：A-->B， 如果A是一个属性组，则B属性值得确定只需要依赖于A属性组中某一些值即可。
               例如：（学号，课程名称） -- > 姓名
4. 传递函数依赖：A-->B, B -- >C . 如果通过A属性(属性组)的值，可以确定唯一B属性的值，在通过B属性（属性组）的值可以确定唯一C属性的值，则称 C 传递函数依赖于A
               例如：学号-->系名，系名-->系主任
5. 码：如果在一张表中，一个属性或属性组，被其他所有属性所完全依赖，则称这个属性(属性组)为该表的码
               例如：该表中码为：（学号，课程名称）
                * 主属性：码属性组中的所有属性
               * 非主属性：除过码属性组的属性

3. 第三范式（3NF）：在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）

数据库的备份与恢复

为了数据库中数据的安全，例如误删数据库或者表及表数据，造成数据丢失等问题，所以要进行数据库的备份和还原。

1. 命令行方式

1. 备份
登录到MySQL服务器，输入：mysqldump -u root -p 数据库名称 > 文件保存路径
2. 恢复
1.登录MySQL数据库。
2.删除已备份的数据库。
3.重新创建名称相同的数据库。
4.使用该数据库。
5.导入文件执行：source备份文件全路径。

2. 图形化方式

1. 备份

2. 恢复

-- 删除db6数据库
drop database db6;
-- 创建db6数据库
creat database db6;