[Java Web]MySQL数据库|一文带你了解并熟悉数据库相关知识和各种操作，超6000字详细介绍

1、数据库相关概念

数据库是一种用于存储和管理数据的软件系统。

数据库英文名是 DataBase，简称DB。

数据库就是将数据存储在硬盘上，可以达到持久化存储的效果。

1.1、数据库类型

常见的数据库类型有关系型数据库（如MySQL，Oracle，SQL Server等）、非关系型数据库（如MongoDB，Redis等）和图形数据库（如Neo4j等）。

关系型数据库组织数据为表格形式，每一行为一条记录，每一列为一个字段，通过建立不同表之间的关系来组织数据。关系型数据库是建立在关系模型基础上的数据库，简单说，关系型数据库是由多张能互相连接的二维表组成的数据库

非关系型数据库不遵循表格形式，通常以文档，键值对或图形等形式存储数据。

图形数据库主要用于处理具有复杂关系的数据，通过图形模型来表示数据之间的关系。

1.2、数据库管理系统

数据库管理系统(DataBase Management System，简称 DBMS）是一种软件系统，用于创建，维护和使用数据库。常用的DBMS有MySQL，SQL Server，Oracle，PostgreSQL等。

在电脑上安装了数据库管理系统后，就可以通过数据库管理系统创建数据库来存储数据，也可以通过该系统对数据库中的数 据进行数据的增删改查相关的操作。

我们平时说的MySQL数据库其实是MySQL数据库管理系统。

1.2.1、数据库管理系统种类

常见的数据库管理系统有：

Oracle：收费的大型数据库，Oracle 公司的产品

MySQL： 开源免费的中小型数据库。后来 Sun公司收购了 MySQL，而 Sun 公司又被 Oracle 收购

SQL Server：MicroSoft 公司收费的中型的数据库。C#、.net 等语言常使用

PostgreSQL：开源免费中小型的数据库

DB2：IBM 公司的大型收费数据库产品

SQLite：嵌入式的微型数据库。如：作为 Android 内置数据库

MariaDB：开源免费中小型的数据库

最常用的是MySQL

1.2.2、SQL和MySQL的关系

MySQL是数据库管理系统，而SQL是操作数据库的编程语言

1.3、数据库相关名词简介

1.3.1、数据一致性

数据库的数据一致性是指数据库中的数据在某一特定时刻是确定的。

常用的数据一致性级别有ACID，BASE等。

ACID是数据库事务的一种概念，包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

BASE是非关系型数据库中的一种概念，它指的是基本可用性（Basically Available）、软状态（Soft-State）、最终一致性（Eventual Consistency）。

1.3.2、性能调优

数据库的性能调优是指通过优化数据库的结构、索引、查询语句等来提高数据库的查询性能。常用的方法有缩小数据表、创建合理的索引、优化SQL语句等。

1.3.3、备份和恢复

数据库备份和恢复是指将数据库中的数据复制到另一个地方，以防止数据丢失或灾难性故障。常用的数据库备份方法有全备、增量备份和差异备份。

1.3.4、数据库安全

数据库安全是指保护数据库中的数据不被未经授权的用户访问。常用的数据库安全措施有访问控制、加密、审计等。

1.3.5、数据库集群

数据库集群是指将多个数据库服务器组成一个集群，以提高数据库的可用性和性能。常用的数据库集群技术有MySQL Cluster、Oracle RAC、SQL Server AlwaysOn等。

1.3.6、数据仓库

数据仓库是一种用于存储和管理大量历史数据的数据库系统。常用的数据仓库软件有Oracle Warehouse Builder, SAP BW, IBM Cognos 等。

1.3.7、数据挖掘

数据挖掘是一种从大量数据中提取有用信息和知识的技术。常用的数据挖掘技术有关联规则挖掘、分类和聚类算法、回归分析等。

2、MySQL介绍

MySQL是一种关系型数据库管理系统，由瑞典 MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 旗下产品。

它采用了类似于 SQL 的语言来管理数据库，支持多种操作系统平台。

MySQL是一种免费的开源软件。

MySQL支持多种存储引擎，其中包括 MyISAM, InnoDB, Memory, CSV, Archive, Blackhole 等。MyISAM是默认的存储引擎，支持全文索引和空间优化，适用于读多写少的场景。

InnoDB是支持事务和外键约束的存储引擎，适用于读写并存的场景。

MySQL还提供了许多管理工具和应用程序接口，如 MySQL Workbench, MySQL Administrator, MySQL Query Browser 等。

MySQL在Web应用，数据仓库，在线事务处理（OLTP）和数据仪表盘方面非常流行。并且在各种应用程序中都有广泛的应用，例如WordPress, Joomla, Magento等。

3、MySQL数据模型

MySQL中可以创建多个数据库，每个数据库对应到磁盘上的一个文件夹

在每个数据库中可以创建多个表，每张都对应到磁盘上一个 frm 文件

每张表可以存储多条数据，数据会被存储到磁盘中 MYD 文件中

具体例子如下：

编辑

如上图，我们通过客户端可以通过数据库管理系统创建数据库，在数据库中创建表，在表中添加数据。创建的每一个数据库 对应到磁盘上都是一个文件夹。比如可以通过SQL语句创建一个数据库（数据库名称为db1），SQL语句->create database db1;

我们可以在数据库安装目录下的data目录下看到多了一个 db1 的文件夹。所以，在MySQL中一个数据库对应到磁盘上的一个文件夹。

而一个数据库下可以创建多张表，我们到MySQL中自带的mysql数据库的文件夹目录下：

编辑

而上图中右边的db.frm 是表文件，db.MYD 是数据文件，通过这两个文件就可以查询到数据展示成二维表的效果。

4、MySQL数据类型

MySQL 支持多种类型，可以分为：

1. 数值类型：int, bigint, float, double, decimal等。这些类型用于存储数字数据。

2. 日期和时间类型：date, datetime, timestamp, year等。这些类型用于存储日期和时间数据。

3. 字符串类型：char, varchar, text, blob, enum等。这些类型用于存储字符串数据。

4. 二进制类型：binary, varbinary, blob等。这些类型用于存储二进制数据。

5. 布尔类型：BOOL或者TINYINT(1)。这种类型用于存储布尔值。

6. 枚举类型：ENUM。这种类型用于存储固定的选项列表。

7. JSON类型：JSON。这种类型用于存储JSON数据。

这些类型每一种都有自己的特点，在使用时需要根据实际需求来选择合适的类型。

char和varchar：

5、SQL

5.1、简介

Structured Query Language，简称 SQL，结构化查询语言、操作关系型数据库的编程语言

SQL用于查询、插入、更新、删除数据。

定义操作所有关系型数据库的统一标准，可以使用SQL操作所有的关系型数据库管理系统，以后工作中如果使用到了其他的数据库管理系统，也同样的使用SQL来操作。

5.2、通用语法

语法要求如下：

①SQL语句可以单行或多行书写，以分号结尾。

②MySQL 数据库的SQL语句不区分大小写，关键字建议使用大写

③注释：

单行注释：-- 注释内容 或 #注释内容(MySQL 特有)

注意：使用-- 添加单行注释时，--后面一定要加空格，而#没有要求。

多行注释：/* 注释 */

5.3、SQL语句分类

具体分类如下：

①DDL(Data Definition Language)：数据定义语言，用来定义数据库对象：数据库，表，列等

②DML(Data Manipulation Language) ：数据操作语言，用来对数据库中表的数据进行增删改

③DQL(Data Query Language)：数据查询语言，用来查询数据库中表的记录(数据)

④DCL(Data Control Language)：数据控制语言，用来定义数据库的访问权限、安全级别、创建用户

(各单词：Definition/ˌdefɪˈnɪʃ(ə)n/，Manipulation/məˌnɪpjuˈleɪʃn/，Query/ˈkwɪəri/)

简单来说：

DDL：用来操作数据库，表等

DML：对表中数据进行增删改

DQL：对数据进行查询操作。从数据库表中查询到我们想要的数据

DML：对数据库进行权限控制。比如让某一个数据库表只能让某一个用户进行操作等。

编辑

6、Data Definition Language(DDL)

下面介绍DDL来操作数据库，主要介绍相关SQL语句：

6.1、操作数据库

6.1.1、查询

查询所有的数据库->show databases;

6.1.2、创建

创建数据库->create database 数据库名称;

创建的时候不知道数据库名称是否会重名，如果重名则会出现Can't create database错误，想要避免这种错误，则需要在创建新的数据库之前判断一下是否重名：

判断，如果不存在则创建->create database if not exists 数据库名称;

6.1.3、删除

删除数据库->drop database 数据库名称;

删除数据库(判断，如果存在则删除)->drop database if exists 数据库名称;

6.1.4、使用数据库

数据库创建好了之后，要在数据库中执行操作，得先明确在哪个数据库中，因此就需要明确使用数据库。

使用数据库->use 数据库名称;

查看当前使用的数据库->select database();

6.2、操作表(CURD)

操作表也就是对表进行增(Create)删(delete)改(Update)查(Retrieve)，俗称CURD

6.2.1、查询

查询当前数据库下所有表名称->show tables;

查询表结构->desc 表名称;

(desc->降序排列 descend 的缩写）

6.2.2、创建

CREATE TABLE 表名 (

字段名1 数据类型1,

字段名2 数据类型2,

…

字段名n 数据类型n

);

注意：最后一行末尾，不能加逗号

举例：

编辑

create table tb_user (

id int,

username varchar(20),

password varchar(32)

);

6.2.3、删除

删除表->drop table 表名;

删除表时判断表是否存在->drop table if exists 表名;

6.2.4、修改

①修改表名->alter table 表名 rename to 新的表名;

Ex：alter table student rename to stu; -- 将表名student修改为stu

②添加一列->alter table 表名 add 列名 数据类型;

EX：alter table stu add address varchar(50); -- 给stu表添加一列address，该字段类型是varchar(50)

③修改数据类型->alter table 表名 modify 列名 新数据类型; (modify : 修改)

EX：alter table stu modify address char(50); -- 将stu表中的address字段的类型改为 char(50)

④修改列名和数据类型->alter table 表名 change 列名 新列名 新数据类型;

EX：alter table stu change address addr varchar(50);

-- 将stu表中的address字段名改为 addr，类型改为varchar(50)

⑤删除列->alter table 表名 drop 列名;

EX：alter table stu drop addr; -- 将stu表中的addr字段 删除

7、Data Manipulation Language(DML)

DML主要是对数据进行增（insert）删（delete）改（update）操作。

7.1、添加

给指定列添加数据->insert into 表名(列名1,列名2,…) values(值1,值2,…); (insert 插入、嵌入)

给全部列添加数据->insert into 表名 values(值1,值2,…);

批量添加数据->

insert into 表名(列名1,列名2,…) values(值1,值2,…),(值1,值2,…),(值1,值2,…)…;

insert into 表名 values(值1,值2,…),(值1,值2,…),(值1,值2,…)…;

7.2、修改

修改表数据->update 表名 set 列名1=值1,列名2=值2,… [where 条件] ;

注意：

1. 修改语句中如果不加条件，则将所有数据都修改！

2. 像上面的语句中的中括号，表示在写sql语句中可以省略这部分

编辑

7.3、删除

删除数据->delete from 表名 [where 条件] ;

Ex：delete from stu where name = '张三'; -- 删除张三记录

delete from stu; -- 删除stu表中所有的数据

8、Data Query Language(DQL)

使用背景：当我们浏览网页的时候，像百度搜索或者京东商品展示页面，这些页面上展示的数据肯定是在数据库中的表中存储，而我们需要将数据库中的数据查询出来并展示在页面给用户。但是数据库中的数据很多的，不可能在将所有的数据在一页进行全部展示，则页面上会有分页展示的效果

DQL是对数据进行查询操作

8.1、基础查询

查询多个字段->

select 字段列表 from 表名;

select * from 表名; -- 查询所有数据

去除重复记录->select distinct 字段列表 from 表名;

起别名->AS (AS 也可以省略)

Ex：select name,math as 数学成绩,english as 英文成绩 from stu;

8.2、条件查询

8.2.1、语法

select 字段列表 from 表名 where 条件列表;

8.2.2、条件

条件列表的运算符：

符号	功能
>	大于
<	小于
>=	大于等于
<=	小于等于
=	等于
<>或!=	不等于
BETWEEN . AND…	在某个范围之内(都包含)
IN(…)	多选一
LIKE占位符	模糊查询,"_"单个任意字符;"%"多个任意字符
IS NULL	是NULL
IS NOT NULL	不是NULL
AND或&&	并且
OR或Ⅱ	或者
NOT或!	非，不是

8.2.2.1、like

模糊查询使用like关键字，可以使用通配符进行占位:

（1）_ : 代表单个任意字符

（2）% : 代表任意个数字符

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8.3、排序查询

语法->select 字段列表 from 表名 order BY 排序字段名1 [排序方式1],排序字段名2 [排序方式2] …;

上述语句中的排序方式有两种，分别是：

ASC ： 升序排列 （默认值）

DESC ： 降序排列

注意：如果有多个排序条件，当前边的条件值一样时，才会根据第二条件进行排序

编辑

8.4、聚合函数

8.4.1、概念

将一列数据作为一个整体，进行纵向计算。

理解：假设有一份学生成绩单，要计算全班数学成绩的总和，即把学生的数学成绩那一列作为一个整体，进行纵向求和

8.4.2、聚合函数分类

函数名		功能
count(列名)		统计数量(一般选用不为null的列)
max(列名)		最大值
min(列名)		最小值
sum(列名)		求和
avg(列名)		平均值

8.4.3、语法

select 聚合函数名(列名) from 表;

注意：null 值不参与所有聚合函数运算

8.5、分组查询

8.5.1、语法

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注意：分组之后，查询的字段为聚合函数和分组字段，查询其他字段无任何意义

8.5.2、⭐Example

①启动MySQL

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②创建一个数据库student

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③使用数据库，准备开始操作

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④创建表单stu

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编辑

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⑤向表中插入数据

编辑

编辑

⑥分组查询

编辑

可以看到，分组查询命令中，只有聚合函数部分决定结果，其余字段不影响。

8.6、分页查询

语法->select 字段列表 from 表名 limit 起始索引 , 查询条目数;

注意： 上述语句中的起始索引是从0开始

起始索引计算公式：起始索引 = (当前页码 - 1) * 每页显示的条数

9、Data Control Language(DCL)

DCL 是数据库管理系统中的一种语言，主要用于管理数据库中的用户权限和安全性。

DCL常用的命令有：

• GRANT：用于给用户授予数据库对象的访问权限。

• REVOKE：用于撤销用户的数据库对象的访问权限。

（grant：授予；revoke：撤回、撤销）

语法：

• GRANT->grant 权限 on 数据库对象 to 用户 [with grant option];

• REVOKE->revoke 权限 on 数据库对象 from 用户;

其中权限可以是 SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, EXECUTE 等。

数据库对象可以是表、视图、存储过程等。

例如:

-- 给用户张三授予读取表employee的权限

GRANT SELECT ON employee TO zhangsan;

-- 撤销用户张三读取表employee的权限

REVOKE SELECT ON employee FROM zhangsan;

需要注意的是，DCL 操作会影响到整个数据库的安全性和数据的可用性，因此需要特别小心。

10、约束

10.1、为什么要约束

在实际的数据库操作中，关于表中的数据，如若不做约束可能存在以下问题：

①id 列一般是用标示数据的唯一性的，不约束可能出现多个id重复

②存储用户年龄的数据的age列的数据可能出现四位数五位数，而人并没有这么长寿，如此有违常理

③成绩是负数，而一般情况来说成绩很少出现负数

④成绩值为null，而成绩即使没考也应该是0分

10.2、概念

针对上述数据问题，我们就可以从数据库层面在添加数据的时候进行限制，这就是约束。

10.3、约束的分类

10.3.1、非空约束

非空约束： 关键字是 NOT NULL

保证列中所有的数据不能有null值。

Ex：create table user(name varchar(10) not null);

编辑

可以看到，进行非空约束之后，再传入null，会报错。

10.3.2、唯一约束

唯一约束：关键字是 UNIQUE

保证列中所有数据各不相同。 (unique唯一)

create table user(name varchar(10),unique(name));

10.3.3、主键约束⭐

主键约束： 关键字是 PRIMARY KEY

主键是一行数据的唯一标识，要求非空且唯一。一般我们都会给每张表添加一个主键列用来唯一标识数据。

例如：id就可以作为主键，来标识每条数据。那么这样就要求数据中id的值不能重复，不能为null值。

create table user(id int,name varchar(10),primary key(id));

10.3.4、检查约束⭐⭐

检查约束： 关键字是 CHECK

保证列中的值满足某一条件。

例如：我们可以给age列添加一个范围，最低年龄可以设置为1，最大年龄就可以设置为300，这样的数据才更合理些。

SQL->create table user(age int check(age>18 and age<80));

注意：MySQL不支持检查约束。

解决办法：从数据库层面不能保证，以后可以在java代码中进行限制，一样也可以实现要求。

10.3.5、默认约束

默认约束： 关键字是 DEFAULT

保存数据时，未指定值则采用默认值。

例如：我们在给english列添加该约束，指定默认值是0，这样在添加数据时没有指定具体值时就会采用默认给定的0。

create table user(english int default 0);

10.3.6、外键约束

外键约束： 关键字是 FOREIGN KEY

外键用来让两个表的数据之间建立链接，保证数据的一致性和完整性。

比如orders表中的userId必须参考user表中的id，如果插入的userId在user表中不存在，则无法插入

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SQL->create table orders(id int primary key,userId int,foreign key(userId) references user(id));

10.3.7、unique和primary key的区别⭐

unique和primary key约束都可以为一列值的唯一性提供保障，但是unique在同一个表中可以出现多次，而primary key在同个表中只能出现一次

11、数据库设计

11.1、简介

11.1.1、软件的研发步骤：

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11.1.2、数据库设计概念

数据库设计就是根据业务系统的具体需求，结合我们所选用的DBMS，为这个业务系统构造出最优的数据存储模型，建立数据库中的表结构以及表与表之间的关联关系的过程。

11.1.3、数据库设计的步骤

①需求分析（数据是什么? 数据具有哪些属性? 数据与属性的特点是什么）

②逻辑分析（通过ER图对数据库进行逻辑建模，不需要考虑我们所选用的数据库管理系统）

③物理设计（根据数据库自身的特点把逻辑设计转换为物理设计）

④维护设计（1.对新的需求进行建表；2.表优化）

如下图就是ER(Entity/Relation)图：

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11.2、表关系

表关系有三种：一对一、一对多、多对多

11.2.1、一对一

如：用户和用户详情

一对一关系多用于表拆分，将一个实体中经常使用的字段放一张表，不经常使用的字段放另一张表，用于提升查询性能

实现方式：在任意一方加入外键，关联另一方主键，并且设置外键为唯一(UNIQUE)

11.2.2、一对多

如：部门和员工

一个公司有多个部门，一个部门有多个员工，则部门表对应员工表

一个部门对应多个员工，一个员工对应一个部门

实现方式：在多的一方建立外键，指向一的一方的主键

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例如：CONSTRAINT fk_emp_dept FOREIGN KEY(dep_id) REFERENCES tb_dept(id)

11.2.3、多对多

如：商品和订单

一个商品对应多个订单，一个订单包含多个商品

实现方式：建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键

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12、多表查询

多表查询：从多张表中一次性的查询出我们想要的数据

12.1、内连接查询

内连接相当于查询A和B的交集数据

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-- 隐式内连接

SELECT 字段列表 FROM 表1,表2… WHERE 条件;

-- 显示内连接

SELECT 字段列表 FROM 表1 [INNER] JOIN 表2 ON 条件;

12.2、外连接查询

左外连接：相当于查询A表所有数据和交集部分数据

右外连接：相当于查询B表所有数据和交集部分数据

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-- 左外连接

SELECT 字段列表 FROM 表1 LEFT [OUTER] JOIN 表2 ON 条件;

-- 右外连接

SELECT 字段列表 FROM 表1 RIGHT [OUTER] JOIN 表2 ON 条件;

12.3、子查询

概念：查询中嵌套查询，称嵌套查询为子查询。

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13、事务

数据库的事务（Transaction）是一种机制、一个操作序列，包含了一组数据库操作命令。

事务把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这一组数据库命令要么同时成功，要么同时失败。

事务是一个不可分割的工作逻辑单元

13.1、如何理解

一个事务就是一块命令，比如转账操作，数据在更新的时候有先后。

比如A向B转钱的过程中程序刚好出现了错误，那么有可能出现A的余额变少了但是B的余额并没有增加的情况，此时就需要事务来解决这个问题。

把转账这个操作看成一个整体，如果出了异常，便回滚事务，即A转账出错时，A的资金余额回到转账前

13.2、语法

①开启事务->START TRANSACTION; 或者 BEGIN;

②提交事务->commit;

③回滚事务->rollback;

Ex：

begin;

一系列操作

commit;

rollback;

⭐在开发中一般不这样操作，而是在java中进行操作，在java中可以抓取异常，没出现异常提交事务，出现异常回滚事务。

13.3、四大特征

事务的四大特征：

①原子性(Atomicity) : 事务是不可分割的最小操作单位，要么同时成功，要么同时失败

②一致性(Consistency) :事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态

③隔离性(Isolation) : 多个事务之间，操作的可见性

④持久性(Durability) : 事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的

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