MySQL：事务、索引、用户管理、备份、数据库设计（三大范式）
文章目录
- Day 03：
- 一、事务
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- 1. 原则
- 2. 测试实现
- 二、索引
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- 1. 分类
- 2. 创建索引
- 3. 分析 sql 执行的状况
- 4. 测试索引
- 5. 索引原则
- 三、数据库用户管理
- 四、备份
- 五、规范数据库设计
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- 1. 三大范式
- 注意：
Day 03：
一、事务
事务(transaction)：要么都成功，要么都失败。
核心：将一组 SQL 放在一个批次中去执行。
1. 原则
原则 ACID：原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)、持久性(durability)。
- 原子性：一个事务中的所有步骤要么都成功，要么都失败，不能只成功一个步骤。
- 一致性：包括最终一致性和过程一致性，一个事务操作前后的数据完整性保持一致。
- 持久性：事务结束后的数据不会因为外界原因（如服务器断电后重启）而导致数据丢失（一旦提交不可逆）。分为事务提交前和事务提交后。
| 情形 | 结果 |
|---|---|
| 事务提交前 | 恢复到原状 |
| 事务提交后 | 持久化到数据库（成为文件） |
注意：事务一旦提交不可逆，被持久化到数据库中。
- 隔离性：针对多个用户同时操作时，排除其他事务对本次事务的影响（多个进程互不干扰）。隔离失败会出现以下情形。
| 名词 | 情形 |
|---|---|
| 脏读 | 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，多次读取的结果不同 |
| 幻读（虚读） | 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（一般是行影响，多了一行） |
2. 测试实现
格式
-- 手动处理事务
SET autocommit = 0; -- 关闭自动提交
START TRANSACTION; -- 开启一个事务，这是标记一个事务的开始，从这之后的 sql 都在同一个事务内
UPDATE xxx;
INSERT xxx; -- 事务内的操作
COMMIT; -- 操作执行成功后 --> 提交事务
ROLLBACK; -- 操作执行失败后 --> 回滚，回到原来的样子
SET autocommit = 1; -- 恢复自动提交，事务结束
-- 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
注意：MySQL 是默认开启事务自动提交的，即：autocommit = 1，所以在手动处理事务时，要关闭事务自动提交。
图解
需求：用事务实现转账操作
-- 用事务实现转账操作
-- 创建数据库 shop
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `shop` CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci;
USE `shop`;
-- 创建表 account
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `account` (
`id` INT(5) NOT NULL auto_increment COMMENT '序号',
`name` VARCHAR(10) NOT NULL DEFAULT 'Sun3285' COMMENT '姓名',
`money` DECIMAL(7, 2) NOT NULL DEFAULT 20000.85 COMMENT '余额',
PRIMARY KEY(`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT charset=utf8mb4;
-- 添加数据
INSERT INTO `account` (`id`, `name`, `money`) VALUES
(1, 'Sun1234', 15000.12),
(2, 'Sun3285', 26000.70),
(3, 'Sun1478', 23000.93);
-- 模拟转账：事务
SET autocommit = 0; -- 关闭自动提交
START TRANSACTION; -- 开启一个事务
UPDATE `account` SET `money`=`money`-2000.12 WHERE `name`='Sun1234';
UPDATE `account` SET `money`=`money`+2000.12 WHERE `name`='Sun3285'; -- Sun1234 给 Sun3285 转账 2000.12
COMMIT; -- 提交事务
ROLLBACK; -- 回滚
SET autocommit = 1; -- 恢复自动提交
注意：
- DECIMAL(M,D) 中，M 是最大位数，D 是小数点右边的位数，D 不大于 M。如：DECIMAL(5,2) 可存储范围是从 -999.99 到 999.99，超出存储范围会报错，使用 DECIMAL 时，建议参数 M 和 D 手动指定，并按需分配。
- 事务一旦提交不可逆，被持久化到数据库中。
二、索引
索引(Index)：是帮助 MySQL 高效获取数据的数据结构。
索引的本质是数据结构。
1. 分类
索引分为：主键索引(PRIMARY KEY)、唯一索引(UNIQUE KEY)、常规索引(KEY/INDEX)以及全文索引(FULLTEXT KEY)。
| 索引 | 说明 |
|---|---|
| 主键索引 PRIMARY KEY | 唯一标识，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，可以重复，多个列都可以标识为唯一索引 |
| 常规索引 KEY/INDEX | 默认，用 KEY 或 INDEX 关键字来设置 |
| 全文索引 FULLTEXT KEY | 快速定位数据 |
注意：一个表中主键索引只能有一个，而唯一索引可以有多个。
2. 创建索引
创建索引可以有两种方法：
- 在创建表的时候给字段增加索引
- 创建表完毕后，增加索引
SHOW INDEX FROM `表名`; -- 显示所有的索引信息
ALTER TABLE `表名` ADD FULLTEXT/UNIQUE/PRIMARY INDEX/KEY `索引名` (`字段名`); -- 改变表，增加一个索引
3. 分析 sql 执行的状况
用 EXPLAIN 关键字可以分析 sql 执行的状况，分为非全文索引和全文索引。
- 非全文索引
EXPLAIN SELECT xxx;
- 全文索引
EXPLAIN SELECT * FROM `表名` WHERE MATCH(`全文索引字段`) against('查找的内容');
4. 测试索引
创建 app_user 表，并插入百万条数据，查询信息。
-- 创建数据库 use
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `use` CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;
USE `use`;
-- 创建表 app_user
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app_user` (
`id` BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL auto_increment COMMENT '用户id',
`name` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户昵称',
`email` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户邮箱',
`phone` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '手机号',
`gender` TINYINT(4) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '性别（0:男; 1:女）',
`password` VARCHAR(100) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '密码',
`age` TINYINT(4) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '年龄',
`creat_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
`update_time` TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY(`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT charset=utf8mb4 COMMENT='app用户表';
-- 百万数据插入
DROP FUNCTION IF EXISTS mock_data;
DELIMITER $$ -- 写函数之前必须要写，标志:$$
CREATE FUNCTION mock_data()
RETURNS INT -- 注意returns，否则报错。
DETERMINISTIC -- 8.0版本需要多这么一行
BEGIN
DECLARE num INT DEFAULT 1000000; -- num 作为截止数字，定义为百万，
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('13', FLOOR(RAND()*(999999999-100000000)+100000000)), FLOOR(RAND()*2),
UUID(), (FLOOR(RAND()*100))+1);
SET i = i + 1;
END WHILE;
RETURN i;
END;
SELECT mock_data();
- 未设置索引时，查询某一条数据，用
EXPLAIN分析执行情况；
- 设置索引后，再次查询同一条数据，用
EXPLAIN分析执行情况；
注意：索引在小数据量的时候，用处不大，但是在大数据量的时候，效果明显（查询时间减少）。
5. 索引原则
- 索引不是越多越好；
- 不要对经常变动的数据增加索引；
- 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。
三、数据库用户管理
- Navicat 可视化操作
注意：
- 用户名可以随便设置，一个用户对应一个密码，主机是指在哪个地方登录，为
localhost或127.0.0.1；- 新建连接（数据库管理系统与数据库之间的连接）时，连接名可以随便设置，每个用户都可以新建多个连接。
- SQL 命令操作
-- 创建用户：CREATE
CREATE USER '用户名'@'%' IDENTIFIED BY '密码'; -- 所有 IP 都可用账号
CREATE USER '用户名'@'localhost' IDENTIFIED BY '密码'; -- 本地可用账号
CREATE USER '用户名'@'指定 IP' IDENTIFIED BY '密码'; -- 指定 IP 可用账号
-- 修改用户密码：ALTER
ALTER USER '用户名'@'localhost' IDENTIFIED BY '新密码';
-- 修改用户名或主机：RENAME
RENAME USER '用户名'@'localhost' TO '新用户名'@'127.0.0.1'; -- 同时也可以修改主机
-- 用户授权：除了给用户授权（GRANT），其他都可以干：GRANT
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO '用户名'@'127.0.0.1';
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO '用户名'@'127.0.0.1' WITH GRANT OPTION;
-- 刷新权限：FLUSH
FLUSH PRIVILEGES;
-- 查询权限：SHOW
SHOW GRANTS FOR '用户名'@'127.0.0.1';
-- 撤销权限：REVOKE
REVOKE 某个权限 ON *.* FROM '用户名'@'127.0.0.1'; -- 撤销某个权限
REVOKE ALL PRIVILEGES ON *.* FROM '用户名'@'127.0.0.1'; -- 撤销全部权限
-- 删除用户：DROP
DROP USER '用户名'@'127.0.0.1';
注意：
- 表示方式：
用户名@主机，如：Sun3285@localhost；- 用户授权后，除了给用户授权（GRANT OPTION），其他都可以干，若仍想要给用户授权功能，则用
WITH GRANT OPTION；- 用户授权时，
*.*表示所有数据库.所有表，指对所有的表生效。
四、备份
备份的目的：保证重要数据不丢失；数据转移（把数据库给别人）。
备份的内容：表结构和数据，不包括查询和报表。
三种方式：直接拷贝物理文件、在可视化工具中（Navicat）手动导出、使用命令行导出。
- 方式一：直接拷贝物理文件
data。
- 方式二：在可视化工具中（Navicat）手动导出，选择要导出的库或表，右键选择
转储 SQL 文件以及结构和数据。
- 方式三：使用命令行（
Win + R打开）导出。
-- 导出：mysqldump -h主机 -u用户名 -p 数据库 表名1 表名2 表xx > 导出路径（物理磁盘位置/文件名）
mysqldump -hlocalhost -uroot -p exercise > E:/sql_file/a.sql -- 导出整个数据库
mysqldump -hlocalhost -uroot -p exercise1 grade subject > E:/sql_file/b.sql -- 导出某个数据库的某几张表
-- 导入：source sql文件路径
mysql -uroot -p; -- 先登录 mysql
use exercise1; -- 选中要导入的数据库
source E:/sql_file/b.sql; -- 导入指定的 sql 文件
注意：
- 导出路径中不能有中文，否则乱码报错；
- 导出路径中的斜杠为正斜杠：
/，并且需要写导出后的文件名；- 导出时，
-h表示主机、-u表示用户名、-p表示密码、>表示导出；- 在命令行中，导出的语句不能以分号
;结尾，否则报错；- 在导入 sql 文件时，要先登录数据库，再用
source将指定的 sql 文件导入；- 如果导入的是数据库，则不需要第二步，即不用选中要导入的数据库。
五、规范数据库设计
目的：节省内存空间、保证数据的完整性、方便开发系统。
软件开发中，关于数据库的设计步骤：
- 收集信息、分析需求（用户表、分类表、文章表等等）；
- 概要设计（设计关系图 E-R 图）；
- 标识实体、把需求落地到每一个字段；
- 标识实体之间的关系。
注意：前台的每一个位置，对应的都是数据库里面的一个字段。
1. 三大范式
- 第一范式（1NF）
内容：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
内容：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
内容：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
注意：规范数据库的设计需要考虑规范性和性能的问题，两者寻求平衡。
阿里手册规范：关联查询不能超过三张表
- 考虑商业化的需求和目标（成本、用户体验等）时，数据库的性能更加重要；但考虑性能的时候，也需要适当考虑一下规范性；
- 考虑性能的做法：
- 故意给某些表增加一些冗余的字段，可以将多表查询变为单表查询；
- 故意增加一些计算列（如统计总数），可以从大数据量降低为小数据量的查询。
注意：
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事务 ACID 理解参考链接：点此进入。
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MySQL 索引的参考资料：CodingLabs - MySQL索引背后的数据结构及算法原理
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在测试索引部分，查询男生人数总数的 sql 语句为：
SELECT SUM(1) FROM `app_user` WHERE `gender`=0; -- 用 count(1)、count(*) 或 count(列名) 也可以
- InnoDB 的默认数据结构为：Btree。
- 数据库命名一般不用驼峰命名规则，因为数据库不区分大小写，而采用下划线。