MySQL学习1：约束、存储引擎、事务、索引、视图、DBA命令、数据库设计三范式

约束（Constraint）

什么是约束？
在创建表的时候，可以给表的字段添加相应的约束，添加约束的目的是为了保证表中数据的合法性、有效性、完整性。

常见的约束有哪些呢？
非空约束(not null)：约束的字段不能为NULL
唯一约束(unique)：约束的字段不能重复
主键约束(primary key)：约束的字段既不能为NULL，也不能重复（简称PK）
外键约束(foreign key)（简称FK）
检查约束(check)
注意：Oracle数据库中有check约束，但是MySQL没有，目前MySQL不支持这个约束。

非空约束 not null

非空约束.png

唯一性约束 unique

唯一性约束修饰的字段具有唯一性，不能重复。但可以为NULL。

案例.png

在列后面添加，表示列级约束。
多个字段联合起来添加一个约束unique ，这个是表级约束

案例.png

注意：not null 约束只有列级约束，没有表级约束。

主键约束

怎么给一张表添加主键约束呢？

primary key.png

注意：主键字段中的数据不能为NULL，也不能重复。

主键的特点：不能为NULL，也不能重复。

主键相关的术语有哪些？
主键约束：primary key
主键字段：带有primary key的字段
主键值：主键字段中插入的那个值

主键有什么作用？
表的设计三范式中有要求，第一范式就要求任何一张表都应该有主键。
主键的作用：主键值是这行记录在这张表当中的唯一标识。（就像一个人的身份证号码一样。）

主键的分类？
根据主键字段的字段数量来划分：
单一主键（推荐的，常用的）
复合主键（多个字段联合起来添加一个主键约束）（复合主键不建议使用，因为复合主键违背三范式。）
根据主键的性质来划分：
自然主键：主键值最好就是一个和业务没有任何关系的自然数。（这种方式是推荐的）
业务主键：主键值和系统的业务挂钩，例如：拿着银行卡的卡号做主键，拿着身份证号码作为主键。（不推荐用）

最好不要拿着和业务挂钩的字段作为主键。因为以后的业务一旦发生改变的时候，主键值可能也需要随着发生变化，但有的时候没有办法变化，因为变化可能会导致主键值重复。

一张表的主键约束只能有一个。（必须记住）

使用表级约束方式定义主键：

表级约束方式定义主键.png

演示一下复合主键，不需要掌握

复合主键.png

mysql提供主键值自增：（非常重要）

auto_increment

主键值自增.png

t提示：Oracle当中也提供了一个自增机制，叫做：序列（sequence）对象。

外键约束

关于外键约束的相关术语：
外键约束：foreign key
外键字段：添加有外键约束的字段
外键值：外键字段中的每一个值。

业务背景：
请设计数据库表，用来维护学生和班级的信息。

第一种方案.png

第二种方案.png

t_student中的classno字段引用t_class表中的cno字段，此时t_student表叫做子表。t_class表叫做父表。

顺序要求：
删除数据的时候，先删除子表，再删除父表。
添加数据的时候，先添加父表，再添加子表。
创建表的时候，先创建父表，再创建子表。
删除表的时候，先删除子表，在删除父表。

外键约束：
foreign key(子表的字段) references 父表名(被引用的父表中的字段)

实现第二种方案的sql代码.png

select * from t_class;
select * from t_student;

外键值可以为NULL。

外键字段引用其他表的某个字段的时候，被引用的字段不一定是主键，但至少具有unique约束。

存储引擎（了解）

完整的建表语句
create table 表名(
字段名 数据类型(指定的值) default null
) engine=InnoDB default charset=utf8;

注意：在MySQL当中，凡是标识符是可以使用飘号括起来的。最好别用，不通用。

建表的时候可以指定存储引擎，也可以指定字符集。

MySQL默认使用的存储引擎是InnoDB方式。
默采用的字符集是UTF8。

什么是存储引擎呢？
存储引擎这个名字只有在MySQL中存在。（Oracle中有对应的机制，但是不叫作存储引擎。Oracle中没有特殊的名字，就是“表的存储方式”）

mysql支持很多存储引擎，每一个存储引擎都对应了一种不同的存储方式。
每一个存储引擎都有自己的优缺点，需要在合适的时机选择合适的存储引擎。

查看当前mysql支持的存储引擎
show engines \G

mysql 5.7.17-log版本支持的存储引擎有9个：
*************************** 1. row ***************************
Engine: InnoDB
Support: DEFAULT
Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
Transactions: YES
XA: YES
Savepoints: YES
*************************** 2. row ***************************
Engine: MRG_MYISAM
Support: YES
Comment: Collection of identical MyISAM tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 3. row ***************************
Engine: MEMORY
Support: YES
Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 4. row ***************************
Engine: BLACKHOLE
Support: YES
Comment: /dev/null storage engine (anything you write to it disappears)
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 5. row ***************************
Engine: MyISAM
Support: YES
Comment: MyISAM storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 6. row ***************************
Engine: CSV
Support: YES
Comment: CSV storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 7. row ***************************
Engine: ARCHIVE
Support: YES
Comment: Archive storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 8. row ***************************
Engine: PERFORMANCE_SCHEMA
Support: YES
Comment: Performance Schema
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 9. row ***************************
Engine: FEDERATED
Support: NO
Comment: Federated MySQL storage engine
Transactions: NULL
XA: NULL
Savepoints: NULL

MyISAM引擎

  Engine: MyISAM
 Support: YES
 Comment: MyISAM storage engine
 Transactions: NO
      XA: NO
   Savepoints: NO

MyISAM这种存储引擎不支持事务。

MyISAM是mysql最常用的存储引擎

MyISAM采用三个文件组织一张表：
xxx.frm（存储格式的文件）
xxx.MYD（存储表中数据的文件）
xxx.MYI（存储表中索引的文件）

优点：可被压缩，节省存储空间。并且可以转换为只读表，提高检索效率。
缺点：不支持事务。

InnoDB存储引擎

  Engine: InnoDB
 Support: DEFAULT
 Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
 Transactions: YES
      XA: YES
   Savepoints: YES

优点：支持事务、行级锁、外键等。这种存储引擎数据的安全得到保障。

表得结构存储在xx.frm文件中

数据存储在tablespace这样的表空间中（逻辑概念），无法被压缩，无法转换成只读。

这种InnoDB存储引擎在MySQL数据库崩溃之后提供自动恢复机制。

InnoDB支持级联删除和级联更新。

MEMORY存储引擎

  Engine: MEMORY
 Support: YES
 Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
  Transactions: NO
      XA: NO
    Savepoints: NO

缺点：不支持事务。数据容易丢失，因为所有数据和索引都是存储在把内存当中的。
优点：查询速度最快。
以前叫做HEPA引擎。

面试存储引擎的话

大概面试官要是问的话，你听没听说过存储引擎啊？
我是这么去理解存储引擎的，存储引擎就相当于是，在mysql当中，表的不同的组织方式。常见的存储引擎有很多，我听说过的存储引擎有MyISAM存储引擎，这种存储引擎的特点是一般采用三个文件去组织这个数据，有frm格式的，有MYI的，有MYD的。这种方式的优点就是可以压缩转换为只读，节省空间。但是这种方式不支持事务。除了这个之外，还有一种存储引擎InnoDB，这种存储引擎是支持事务的，在mysql当中如果没有指定存储引擎的话，默认采用的存储引擎就是这种存储引擎。这种存储引擎支持事务，有数据库崩溃之后自动恢复机制，也支持行级锁，也支持级联删除，级联更新，这就是这种存储引擎。还有一种存储引擎就是数据存储在内存当中，索引也是存储在内存当中，这种存储引擎叫做MEMORY存储引擎，它的优点是检索速度非常快，它的缺点是数据没有办法永久保存，断电之后，有可能数据丢失。当然我对这个存储引擎大概就了解这么多。更深层次的这方面我还没有太多的研究，但是如果咱们需要的话，我觉得这块没什么太大的问题。

事务(Transaction)

什么是事务？
一个事务是一个完整的业务逻辑单元，不可再分。

比如：银行账户转账，从A账户向B账户转账10000.需要执行两条update语句：
update t_act set balance = balance - 10000 where actno = 'act-001';
update t_act set balance = balance + 10000 where actno = 'act-002';
以上两条DML语句必须同时成功，或者同时失败，不允许出现一条成功，一条失败。
要想保证以上的两条DML语句同时成功或者同时失败，那么就需要使用数据库的“事务机制”。

和事务相关的语句只有：DML语句。（insert delete update）
为什么？因为它们这三个语句都是和数据库表当中的“数据”相关的。

事务的存在是为了保证数据的完整性，安全性。

假设所有的业务都能使用1条DML语句搞定，还需要事务机制吗？
不需要事务。
但实际情况不是这样的，通常一个“事儿（事务【业务】）”需要多条DML语句共同联合完成。

事务的特性

事务包括四大特性：ACID
A: 原子性：事务是最小的工作单元，不可再分。
C: 一致性：事务必须保证多条DML语句同时成功或者同时失败。
I：隔离性：事务A与事务B之间具有隔离。
D：持久性：持久性说的是最终数据必须持久化到硬盘文件中，事务才算成功的结束。

关于事务之间的隔离性

事务隔离性存在隔离级别，理论上隔离级别包括4个：
第一级别：读未提交（read uncommitted）
对方事务还没有提交，我们当前事务可以读取到对方未提交的数据。
读未提交存在脏读（Dirty Read）现象：表示读到了脏的数据。

第二级别：读已提交（read committed）
对方事务提交之后的数据我方可以读取到。
这种隔离级别解决了: 脏读现象没有了。
读已提交存在的问题是：不可重复读。

第三级别：可重复读（repeatable read）
这种隔离级别解决了：不可重复读问题。
这种隔离级别存在的问题是：读取到的数据是幻象。

第四级别：序列化读/串行化读（serializable）
解决了所有问题。
效率低。需要事务排队。

oracle数据库默认的隔离级别是：读已提交。（read committed）
mysql数据库默认的隔离级别是：可重复读。（repeatable read）

演示事务

mysql事务默认情况下是自动提交的。

什么是自动提交？
只要执行任意一条DML语句则提交一次。

怎么关闭自动提交？
start transaction;

准备表：
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key auto_increment,
username varchar(255)
);

演示：mysql中的事务是支持自动提交的，只要执行一条DML，则提交一次。
mysql> insert into t_user(username) values('zs');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

演示：使用start transaction;关闭自动提交机制。
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('lisi');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 2 | lisi |
+----+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('wangwu');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 2 | lisi |
| 3 | wangwu |
+----+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

---

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('wangwu');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('rose');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('jack');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

演示两个事务，假如隔离级别
演示第1级别：读未提交、
设置事务的全局隔离级别：
set global transaction isolation level read uncommitted;
查看事务的全局隔离级别：(mysql5.5.6)
select @@global.tx_isolation;

第一隔离级别.png

演示第2级别：读已提交
set global transaction isolation level read committed;

演示第3级别：可重复读
set global transaction isolation level repeatable read;

演示第4级别：串行化读
set global transaction isolation level serializable;

mysql远程登录：mysql -h IP地址 -uroot -p密码

索引

什么是索引？有什么用？
索引就相当于一本书的目录，通过目录可以快速的找到对应的资源。
在数据库方面，查询一张表的时候有两种检索方式：
第一种方式：全表扫描
第二种方式：根据索引检索（效率很高）

索引为什么可以提高检索效率呢？
其实最根本的原理是缩小了扫描的范围。

索引虽然可以提高检索效率，但是不能随意的添加索引，因为索引也是数据库当中的对象，也需要数据库不断的维护。是有维护成本的。比如，表中的数据经常被修改。
这样就不适合添加索引，因为数据一旦修改，索引需要重新排序，进行维护。

添加索引是给某一个字段，或者说某些字段添加索引。

select ename,sal from emp where ename = 'SMITH';
当ename字段上没有添加索引的时候，以上sql语句会进行全表扫描，扫描ename字段中所有的值。
当ename字段上添加索引的时候，以上sql语句会根据索引扫描，快速定位。

怎么创建索引对象？怎么删除索引对象？
创建索引对象：
create index 索引名称 on 表名(字段名);
删除索引对象：
drop index 索引名称 on 表名;

什么时候考虑给字段添加索引？（满足什么条件）
数据量庞大。（根据客户的需求，根据线上的环境）
该字段很少的DML操作。（因为字段进行修改操作，索引也需要维护）
该字段经常出现在where子句中。（经常根据哪个字段查询）

注意：主键和具有unique约束的字段自动会添加索引。
所以说，根据主键查询效率较高。尽量根据主键检索。

查看sql语句的执行计划：
mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 14 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+

给薪资sal字段添加索引：
create index emp_sal_index on emp(sal);

mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ref | emp_sal_index | emp_sal_index | 9 | const | 1 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+

索引底层采用的数据结构是：B + Tree

索引的实现原理？

索引的实现原理.png

通过B Tree缩小扫描范围，底层索引进行了排序，分区，索引会携带数据在表中的“物理地址”，最终通过索引检索到数据之后，获取到关联的物理地址，通过物理地址定位表中的数据，效率是最高的。
select ename from emp where ename = 'SMITH';
通过索引转换为：
select ename from emp where 物理地址 = 0x3;

索引的分类？
单一索引：给单个字段添加索引
复合索引: 给多个字段联合起来添加1个索引
主键索引：主键上会自动添加索引
唯一索引：有unique约束的字段上会自动添加索引
....

索引什么时候失效？
select ename from emp where ename like '%A%';
模糊查询的时候，第一个通配符使用的是%，这个时候索引是失效的。

视图view

什么是视图？
站在不同的角度去看到数据。（同一张表的数据，通过不同的角度去看待）。

怎么创建视图？怎么删除视图？
创建视图：
create view myview as select empno,ename from emp;
删除视图：
drop view myview;

注意：只有DQL语句才能以视图对象的方式创建出来。

对视图进行增删改查，会影响到原表数据。（通过视图影响原表数据的，不是直接操作的原表）
可以对视图进行CRUD操作。

面向视图操作？
mysql> select * from myview;
+-------+--------+
| empno | ename |
+-------+--------+
| 7369 | SMITH |
| 7499 | ALLEN |
| 7521 | WARD |
| 7566 | JONES |
| 7654 | MARTIN |
| 7698 | BLAKE |
| 7782 | CLARK |
| 7788 | SCOTT |
| 7839 | KING |
| 7844 | TURNER |
| 7876 | ADAMS |
| 7900 | JAMES |
| 7902 | FORD |
| 7934 | MILLER |
+-------+--------+
//创建一个emp_bak表
create table emp_bak as select * from emp;
//把后面的语句当作视图创建出来
create view myview1 as select empno,ename,sal from emp_bak;
update myview1 set ename='hehe',sal=1 where empno = 7369; // 通过视图修改原表数据。
delete from myview1 where empno = 7369; // 通过视图删除原表数据。

视图的作用？
视图可以隐藏表的实现细节。保密级别较高的系统，数据库只对外提供相关的视图，java程序员只对视图对象进行CRUD。

DBA命令（了解）

将数据库当中的数据导出
在windows的dos命令窗口中执行：（导出整个库）
mysqldump SQL文件名>D:\SQL文件名.sql -uroot -p密码

在windows的dos命令窗口中执行：（导出指定数据库当中的指定表）
mysqldump SQL文件名 表名>D:\SQL文件名.sql -uroot –p密码

导入数据
create database SQL文件名;
use SQL文件名;
source 存放SQL文件的路径

数据库设计三范式（重点，面试常问）

什么是设计范式？
设计表的依据。按照这个三范式设计的表不会出现数据冗余。

三范式都是哪些？

第一范式：任何一张表都应该有主键，并且每一个字段原子性不可再分。

第二范式：建立在第一范式的基础之上，所有非主键字段完全依赖主键，不能产生部分依赖。

多对多？三张表，关系表两个外键。
t_student学生表
sno(pk) sname

---

1 张三
2 李四
3 王五

t_teacher 讲师表
tno(pk) tname

---

1 王老师
2 张老师
3 李老师

t_student_teacher_relation 学生讲师关系表
id(pk) sno(fk) tno(fk)

---

1 1 3
2 1 1
3 2 2
4 2 3
5 3 1
6 3 3

第三范式：建立在第二范式的基础之上，所有非主键字段直接依赖主键，不能产生传递依赖。

一对多？两张表，多的表加外键。
班级t_class
cno(pk) cname

---

1 班级1
2 班级2

学生t_student
sno(pk) sname classno(fk)

---

101 张1 1
102 张2 1
103 张3 2
104 张4 2
105 张5 2

提醒：在实际的开发中，以满足客户的需求为主，有的时候会拿冗余换执行速度。

一对一怎么设计？

一对一设计有两种方案：主键共享
t_user_login 用户登录表
id(pk) username password

---

1 zs 123
2 ls 456

t_user_detail 用户详细信息表
id(pk+fk) realname tel ....

---

1 张三 1111111111
2 李四 1111415621

一对一设计有两种方案：外键唯一。
t_user_login 用户登录表
id(pk) username password

---

1 zs 123
2 ls 456

t_user_detail 用户详细信息表
id(pk) realname tel userid(fk+unique)....

---

1 张三 1111111111 2
2 李四 1111415621 1

口诀：
一对一两种方案：主键共享和外键唯一。
一对多，两张表，多的表加外键。
多对多，三张表，关系表两个外键。