MySQL_01_环境配置、基础SQL、索引、事物

MySQL安装教程

MySQL5.7版本一定要配置my.ini的字符集为utf8,不然不支持中文，默认为拉丁文

常用的数据库都把数据存储在硬盘上

文件存储的问题

• 安全性不高
• 不利于数据查询或管理（海量数据）
• 文件在程序控制中不方便

常用数据库

关系型数据库

使用数据表的方式组织数据，功能丰富，效率较低。

• MySQL

• SQL Server

  和Windows密切相关，深度绑定，公司中90%使用Linux系统

• Oracle

  做数据库发家，收购了Java,收购了MySQL，Maria DB:根据MySQL的某个版本为基础重新写的完全免费开源的

  Oracle数据库：提供数据库+服务

• SQL Lite

  轻量级数据库，嵌入式系统广泛使用SQL Lite.安卓手机内置了SQL Lite数据库，5w行源码，大小为3M

非关系型数据库

基于文档的形式组织数据，功能较单一，效率高。企业开发中，通常为关系型数据库+非关系型数据库配合使用。

• MogoDB
• HBase
• Redis

JAVA中，使用MySQL+Redis(作缓存)组合使用

MySQL数据库基础

登录

方式一

方式二

WIN + R 输入 cmd

输入mysql -u root -p,前提是配置环境变量，在系统PATH中添加MySQL的安装路径下的bin文件夹的路径

输入密码即可

MySQL的服务端

也在本机

WIN+R 输入services.msc

修改密码

MySQL是一个C/S架构的软件

C/S架构：所有的信息都是先发送给服务器，服务器做出响应后回传给客户端。

有一个客户端、有一个服务端

第一步

找到mysql的配置文件C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 5.7

找my.ini

第二步

重启MySQL服务

就可以用mysql -u root 直接登录，无需输入密码

第三步

修改密码

//如果你要修改的密码是：abc
update mysql.user set authentication_string = password('abc') where user='root';

第四步

在my.ini中注释掉skip-grant-tables,在新加的这行前面加#就行

关闭再打开MySQL服务

用新密码登录

SQL语言

DDL,DML

数据表操作的语句

一个独立的项目一般要放在一个小数据库中

完整的登录语句

mysql -h 服务器的IP地址（本地的IP地址是：127.0.0.1） -P 3306(端口号) -u root -p
//host  Port  username  password

一个语句的结束以 ； 或者 \g作为标志

创建数据库

create database [if not exists] db_name[character set charaset_name][collate collate_name];
//MySQL大小写不敏感，推荐小写

character set charaset_name;//指定数据库采用的字符集，若没有设置，则按照my.ini里面的默认设置（MySQL5.7默认编码：latin1）
collate collate_name;//指定数据库字符集的校验规则,设置俩字符谁大谁小的比较规则

show create database db_name;//查看数据库的创建信息，可以查看创建当前数据库时所用的编码

出现warnings以后，输入show warnings查看

选择数据库

use db_name;//切换当前数据库为名为db_name的数据库
select database();//查看当前数据库是哪个

删除数据库

drop database [if exists] db_name;

MySQL中，一个数据库就是一个文件夹；数据表就是文件。

*.frm:保存数据表的结构（表中有哪些属性，属性的类型）

*.ibd:保存表中具体的数据以及索引信息

MySQL8以后的版本，frm文件被合并到ibd文件中

select @@ datadir;使用此命令查看当前存储的具体路径

数值类型

decimal(M,D)//M表示总共数据长度有几位，包括整数和小数部分；D表示小数位数

字符串类型

varchar(size)//大小为0-65535字节(64K左右)  对应Java的String类型  是可变长度字符串  size是最多能存放的字符数

char(size)//大小为0-65535字节 对应Java的String类型 是定长字符串  无论存放几个字符，存储时统一按照size个字符存储

text//大小为0-65535字节  对应Java的String
medium text//大文本数据 对应Java的String


blob //二进制方式存储字符串，对应Java的byte[]  只能存储64k大小的数据，一般来说图片和音频 不会直接存储到数据库中，而是将其路径存储在数据库中

日期类型

select now();  查看当前系统时间 时间格式为yyyy-MM-DD hh:mm:ss
datetime  8字节  时间范围从1000-9999年，不会进行时区检索及转换

mysql做生日日期字段的用到的类型_MySQL 日期类型函数及使用

时间戳：当前时间距离1970年1月1日0时0分0秒的秒数差。

计算机的世界中，根据时间戳来计算当前时间。

很多编程语言起源于UNIX系统，UNIX系统认为1970年1月1日0点是时间纪元

数据库的数据恢复

不一定能保证恢复到之前的状态

• 数据备份
• MySQL自带binlog机制，可以通过binlog恢复数据。（在MySQL进行增、删、改的修改动作，都会在binlog文件中记录这一动作）
• 特殊的磁盘恢复工具 在OS删除一个文件，只是逻辑删除

在文本编辑器上写好SQL,复制到命令行

表结构

//查看表结构
desc tb_name; //不能查看注释信息
show create table tb_name; //可以查看注释信息
//创建表
create table tb_name(
属性名称1 属性类型,
属性名称2 属性类型,
属性名称3 属性类型)
//创建数据表的时候可以给每一行加注释：comment '注释内容'

drop table [if exists] tb_name;

//创建表之后新增一个属性
alter table tb_name add 新属性 新属性类型
//删除某一列
alter table tb_name drop 列名称
//修改表中的某一列
alter table tb_name change 原字段名 新字段名 新字段类型 []
//修改表名
alter table 旧表名 rename 新表名
//修改表字符集
alter table tb_name convert to character set 新字符集

表数据

//单行插入
insert into tb_name (属性名称...) values(与前面的属性名对应的具体的值)
//如果缺省某一列的属性值，自动用NULL补上

//单行全列插入
insert into tb_name values (所有列对应的属性值)
//属性值必须与列一一对应，不能缺少

//多行多列插入
insert into tb_name(列名称1,列名称2)
values(第一行的val1, 第一行的val2),
(第二行的val1, 第二行的val2);

//多行全列插入
insert into tb_name values(第一行的val1, 第一行的val2),
(第二行的val1, 第二行的val2);

//全列全行查询,将列名称记为field,其对应的值为val
//select 得到的表格是临时表，不会存储到硬盘中。
select field1,field2 from tb_name;

select field1 + 10 from tb_name;//假设field1是数值型，field并不会真正地+10

//给查询结果起别名
select field1 + field2 + field3 as newname from tb_name;//也可以不加as

//查询不重复的name和score的组合
select distinct name, score from db_name;

//根据某个属性排序
select field1 from tb_name order by field3 [asc|desc];//不写升序还是降序的话，默认是按升序排列;order by 后面可以使用别名
//如果排序值里面有NULL,默认NULL是最小值,升序排列的话排在一切非NULL记录之前
//先按照field3升序排列，若field3相同的记录，则相同的记录按field4降序排列
select field1 from tb_name order by field3 asc, field4 desc;

//分页查询limit
select field1 from tb_name limit n;//将查询记录限制在前n行
select field1 from tb_name limit n offset s;//从第s行的下一行开始，查询n行记录,展示第(s,s+n]行数据
//offset s 分句表示查询结果跳过 s 条数据                                                                   

//where 运算符

//where分支中不支持别名

//MySQL的null不包含在<, <=, >, >=,= 的比较范畴之内，使用 is null is not null 判断
//运算式中包含null,得到整个算式的结果都是null

between ... and ... //左右区间都是闭区间[]

where field1 in (val1,val2,val3)//val是field1属性的某些值的集合

where field1 like '%key%'  //%可占[0,N]个位
where field1 like '_key_'  //_只能占1个位

and or (and的优先级高于or)

修改、删除

update tb_name set field1 = (表达式),field2 = (表达式)...
where 查询条件;

delete from tb_name where ...//一行一行地删，删除速度慢，可以恢复，可以加过滤条件

truncate table tb_name;//将tb_name这个文件清空，删除速度快，不可恢复，不能加过滤条件

//tb_name 和 tb_name1结构相同，在tb_name中插入tb_name1的全部数据
insert into tb_name (
select * from tb_name1);

datetime

插入的数据只有时分秒，则将其视为年月日插入，时分秒补0
insert into tb_name
values(now());//生成时间戳，记录当前操作时间

多表查询

笛卡尔积

联合查询–本质上就是俩表的排列组合

select tb_1.field1,tb_2.field3,tb_3.field2
from tb_1 [inner] join tb_2 on 连接条件
[inner] join tb_3 on 连接条件
where ...

外连接

left join //将关键字左边的表完全显示，右边的数据若与左边的不匹配，则显示为null
right join //将关键字右边的表完全显示，右边的数据若与左边的不匹配，则显示为null

自连接

表的约束以及设计（数据库三范式）

约束：对某一列的值能添加哪些内容做了一定的限制

创建表时对属性的常用约束：

check 保证列中的值符合指定的条件//在MySQL8.0.16版本之后才支持

not null 该属性值在插入记录时，必须有值
对于已经创建的表，要将其设置为 not null ,则使用alter修改表结构，用 change 或 add
alter tb_name change field1_name field1_name field1_type not null;

unique 添加此约束的field,其值不能重复
//一个表的唯一约束可以有多个
//唯一约束就是唯一键，是索引

show keys from tb_name;
Non_unique 值为1表示不是唯一索引，为0表示是唯一索引
Key_name  索引名称
Seq_in_index  索引序列号
Column_name 索引列名称
Collation 表示列以什么方式存储在索引中 A表示升序 NULL 表示无分类
Cardinality 索引估计值
Null 是否允许为Null
Index_type 索引的存储结构（BTREE 表示以B+树结构存储）

null不受唯一键的约束
//在创建表之后，想修改某个字段为唯一约束(前提是该列中没有存储重复的值)：
alter table tb_name add unique(field1);

default
//设置default约束的列，在插入时，如果没有指定该列，则使用默认值。如果插入null,则不会触发默认值

primary key
//一张表只能有一个主键，主键满足unique and not null
//主键约束可以由多个列共同组成
//在创建表之后添加主键（前提是该表中没有主键）
alter table tb_name add primary key (field1);  //将field1添加为主键
//删除一个表中的主键
alter table tb_name drop primary key;

//若没有声明主键，碰到的第一个有 not null + unique 约束的属性设为主键

//复合主键
//创建表的时候设置复合主键
在所有field定义完之后,最后加上 primary key(field1,field2...)
//若表中没有主键，添加复合主键
alter table tb_name add primary(field1,field2);  //保证field1和field2的组合不同就行了

//自增主键
auto_increment
//因为主键的增长不重复且不为空，一般主键为 int 或 定长的 char,如果插入数据时不插入自增主键的内容或插入内容为null，则会触发自增。
//(delete 某个记录，然后下一次再插入记录时)当前要插入的自增主键的属性为：之前使用过的自增主键值的最大值+1
//它只看insert和delete的动作，发生一次用一次自增，不管能否成功
//truncate一个表之后，自增主键还原为初始状态

foreign key(field1) references tb_name2(field1)

//field名称是关键字时，用`field_name`

ERROR 1215 (HY000): Cannot add foreign key constraint

解决方案

表设计

实体表之间的关系：

• 一对一
• 多对一
• 多对多

1NF:确保每列的原子性

2NF:当前表中所有属性都和主键相关

3NF:表中所有属性都和主键直接相关，而不是间接相关

//根据选择结果，插入多条记录,选择的field属性和要插入的field一一对应，类型要相同。
insert into tb_name(field1,field2)
select field1_1,field2_2 from tb_name2 where ...

//聚合函数
count sum max min avg
count 只统计不为null的属性
count(任意数) 效果等同于count(*),更快，相当于在临时表中加了一列属性，当前临时表的所有记录的该属性值都为()里面的数，只统计一个field.

group by 之后进行条件查询使用 having
聚合函数发生的时机：where之后， group by之后

select 目标表的列名或列表达式序列
from 基本表名和（或）视图序列
[where 行条件表达式]
[group by 列名序列
[having 组条件表达式] ]
[order by 列名 asc|desc]
(1) 读取from子句中的基本表、视图，并执行笛卡尔积操作；
(2) 选取满足where子句中行条件表达式的元组；
(3) 按group子句中指定列的值分组，同时提取满足having子句中组条件表达式的那些组；
(4) 按select子句中给出的列名或列表达式输出；
(5) 输出时，order子句对输出的目标表进行排序，asc表示升序排列，desc表示降序排列。

union  //会去除结果集中的重复行
union all  //不会去除重复行
in
not in
exists
not exists
//查询语文或英文的课程成绩
select score from score where course_id in(
    select id from course where name = '语文' or name = '英文'
);
第一种写法in,先执行内部查询，根据内部查询结果筛选外部条件，子查询的结果会缓存到内存中，适用于子查询的结果集较小的情况，效率较高，但是需要使用内存空间
select score from score where exists(
    select id from course
    where course.id = score.course_id and (name = '语文' or name = '英文')
);
第二种写法exists,比较耗时，每次都是从外部查询中取出记录和内部查询匹配，内部查询不会产生临时表，不耗费内存空间，适用于子查询结果集较大，且内存放不下的情况

//临时表

ifnull(a,b)函数解释：
如果value1不是空，结果返回a
如果value1是空，结果返回b

DELETE t1 FROM t1 LEFT JOIN t2 ON t1.id=t2.id WHERE t2.id IS NULL;
--它涉及到t1和t2两张表，DELETE t1表示要删除t1的一些记录，具体删哪些，就看WHERE条件，满足就删；

LeetCode刷题:
176  181  183  184   196  178

DCL

MySQL基本元素

索引

索引是一种特殊的文件，包含数据库中所有记录的引用。通过索引查找数据库中的数据很快。

MySQL数据库是插件式设计，每种索引在不同的存储引擎中的实现可能不同

存储引擎：MySQL对数据进行CURD的不同实现方案。

经典引擎：MySQL5.5之前，MyISAM,不支持事物，性能较高；MYSQL5.5之后，InnoDB,支持事物，性能不如MyISAM

show variables like 'default_storage_engine';

为何需要索引

索引和源数据表的关系就相当于书的目录和书本的内容之间的关系

索引的存在是为了提高查询数据的效率，但是会降低增、删、改的效率，因为修改数据同时也要改索引

索引的存在也会花费一定的时间空间的开销

explain sql语句 //分析该语句可能会用到的索引信息，可能扫描的行数

经常查询的列，将其设为索引

create index index_name on tb_name(field_name);//创建普通索引
//主键，外键，唯一约束都是索引
drop index index_name on tb_name;

show index from tb_name;
//Index_type 索引的存储结构

索引的数据结构

数据库的数据都在磁盘上存储

计算机的访问速度：
访问网络：μs - ms
访问磁盘：ns - μs
访问内存：ps - ns
CPU的运行速度

当一个程序有大量的磁盘读写操作，文件IO,程序效率很低。

BST ? 大量数据的话，它的深度也会很深，效率会很低。RBTree:O(logN)

HashMap ? 只会找到指定的某个数据，做不到区间查找.

B-树(N叉搜索树)

B树家族是严格平衡二叉树：左右子树的高度差为0

• 每个树节点上都有多个值
• 每个节点上子树的个数，就是当前节点包含的值的个数+1
• 子树节点值的范围一定处在父节点的相应区间范围内
• B-树中的每个值都是一个复合值，假如以id创建了索引，那么节点中的id还关联着它对应的其他信息：name,etc.

相较于BST,B-树大大降低了树的高度。

聚簇索引：就是主键索引，一个表只能有一个聚簇索引。构建索引树上的每个节点值，除了要保存索引列的信息，还需要保存这条记录的完整信息

非聚簇索引：普通索引，包括唯一键索引，一张表可以有多个非聚簇索引。

非聚簇索引除了保存索引列的信息外，还保存主键信息，需要进行回表查询（根据拿到的主键信息，在聚簇索引树中找到对应的信息）

B+树

B+树中，子节点中存在的最大（或最小）值是对应父节点区间的最大（或最小）值。这样做，最底层的叶子节点包含了整个数据的全集。

最底层的叶子节点之间使用链表连接。

所有的数据存储在叶子节点（只有叶子节点的索引可以连接到索引对应的其他所有信息），非叶子节点只需要存储索引列的值，起辅助作用。非叶子节点占用的空间相较于B-树来说就会很小，可以放在内存中，减少磁盘IO.

事物（transaction）

引子

A给B 转了一笔钱m,A的账户余额扣了钱，因为事故，B没能收到钱。转账这一事物没能执行完毕，则通过事物的回滚操作：roll back 进行数据的还原。

在MySQL中通过binlog日志文件实现，该文件记录了所有数据的修改动作。

事物：把若干个SQL操作打包为一个整体，实际执行的时候，这个整体要么全部执行，要么都不执行。

事物的ACID

原子性（atomicity)

一个事物中的所有操作，要么全部执行成功，要么全部执行失败。（没有全部执行成功以后，数据的恢复靠rollback实现）。

一致性(consistentency)

一个事物执行前后的数据是一种合法的状态，写入的资料必须完全符合所有的预设规则，这包含资料的精确度、串联性以及后续数据库可以自发性地完成预定的工作。

隔离性（isolation)

多个并发事物访问数据库时，事物之间是相互隔离的，一个事物不应该受其他事物的干扰。

一条SQL语句执行的操作，MySQL自身通过读写锁可以保证数据并发时的正确性。

并发和并行

• 脏读

  事物A在修改数据，事物B读取到了事物A修改后的数据，事物A进行了rollback,取消了修改操作，事物B读到了“脏“数据

• 不可重复读

  若其他事物的修改对于本事物是可见的，在查询事物还未结束，修改事物的结果已经作用到了查询事物的数据，在多次相同查询后，得到的数据不同。

start transaction;//开启事物
...
sql语句
...//这些语句是一个整体

rollback //回滚上次对数据库做的修改
commit;//把上述开启事务后的操作在数据库上进行持久化

四种隔离级别

1. 读未提交（RU）：

   该隔离级别的事物，可以看到其他还没提交的事物对数据库的修改

   存在脏读、不可重复读

2. 读已提交（RC):Oracle 默认隔离级别

   该隔离级别的事物，可以看到其他已经提交的事物对数据库的修改。

   存在不可重复读

3. 可重复读(Repeatable read) InnoDB引擎的默认隔离级别

   一个事物一旦开始，在该隔离级别下，该事物提交之前，多次查询看到的结果都是相同的。

   无论其他事物如何修改数据库，在当前事物都是不可见的。

   存在幻读

   MySQL中的幻读

   幻读：

   • 表结构

     

   • 开启事物A(在powershell1中),和事物B(在powershell2中)

     

   • 事物B的操作（此时，事物A和B都未提交）

     

   • 事物A提交，此时事物B还未提交

     
     

     此时，在事物B中，查询到表中为EmptySet，但是无法插入id为1（或2）的记录。

   • 事物B提交

     

4. 串行化（Serializable）（事物最高隔离级别）

   所有事物串行访问数据库，不会产生任何事物问题

   事物隔离级别越高，安全性越高，并发性越低。

持久性(durability)

事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，即便系统故障也不会丢失

JDBC

*.jar文件：一系列编译好的class文件打包压缩后的文件。其他程序引入这个jar包就有了这个包中的所有类，可以将别人写好的程序直接拿来用。

//MySQL驱动包的背后都是一些网络请求，操作数据库就是在发起网络请求。

JDBC操作数据库