【数据库】MySQL数据库存储引擎、数据库管理和数据库账号管理

一、数据库存储引擎

1.1 概述

数据库存储引擎是数据库管理系统中的一个模块，负责管理数据在磁盘上的存储和检索。它定义了数据在物理存储介质上的组织结构，包括表、索引等。存储引擎的工作涉及到将逻辑数据模型转化为物理存储结构，以提高数据的访问效率。

不同的数据库系统支持不同的存储引擎，而每种引擎都有其独特的特点、优势和适用场景。一些常见的数据库存储引擎包括InnoDB、MyISAM、SQLite的默认存储引擎等四大引擎。它们可能使用不同的数据结构、索引算法和缓存机制，因此在选择存储引擎时需要考虑到应用的性能需求、并发处理能力、事务支持等因素。

1.2 InnoDB

• 特点：
  • 提供了强大的事务支持和行级锁定。
  • 支持外键约束、ACID事务特性，适用于高并发和需要数据一致性的应用。
  • 存储限制：64 TB
• 适用场景： 适合事务性应用，如电子商务、金融系统等。由于其可靠性和并发处理能力，通常作为MySQL的默认存储引擎。

1.3 MyISAM

• 特点：
  • 不支持事务和行级锁定
  • 具有较快的读取速度和较小的存储空间。（表锁）
  • 支持全文索引。
  • 存储限制：256 TB
• 适用场景： 适合读密集型的应用，如博客、新闻网站等。在对数据的读取频率远远大于写入的情况下，MyISAM表现较为出色。

1.4 Memory（HEAP）

• 特点：
  • 将表数据存储在内存中，提供了非常快速的数据访问，但在数据库关闭时数据将丢失。
  • 不支持事务。
  • 存储限制：取决于RAM（随机储存器）
• 适用场景： 适用于对速度要求极高、数据量不大且能够丢失的场景，如临时表、缓存表等。

1.5 Archive

• 特点：
  • 针对只有少量读写操作的大量历史数据（只能插入和查询），使用压缩算法存储数据。
  • 不支持事务和索引。
• 适用场景： 适合归档和存储大量历史数据的场景，对于只需偶尔查询的数据而言，Archive表可以提供较高的存储效率。

二、数据库管理

2.1 元数据库

记录MySQL系统自身数据的数据库，即系统数据库

2.2 分类

在MySQL中，有一些系统数据库用于存储系统元数据和执行特定的功能。以下是一些常见的MySQL系统数据库：

1. information_schema：

   • information_schema 存储了有关MySQL服务器的元数据，包括数据库、表、列、索引、用户权限等信息。这个数据库可以被用于查询和了解MySQL服务器的结构和配置。

2. mysql：

   • mysql 数据库存储了关于MySQL用户和权限的信息。在这个数据库中的表，如user、db、tables_priv等，包含了关于用户、数据库和表级别的权限信息。

3. performance_schema：

   • performance_schema 提供了关于MySQL服务器性能的信息。这个数据库包含了许多表，记录了例如锁、查询性能、线程活动等方面的统计信息。

4. sys：

   • sys 数据库是一个由MySQL提供的用于收集和展示性能信息的插件。它使用performance_schema中的数据，并提供了一组存储过程和视图，用于更方便地查看和分析性能统计信息。

2.3 CURD

-- 创建数据库
CREATE DATABASE if not exists my_database  CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;

-- 查询所有数据库
SHOW DATABASES;

-- 使用数据库
use DATABASES;

-- 修改数据库字符集
ALTER DATABASE my_database CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;

-- 删除数据库
DROP DATABASE my_database;

2.4 权限相关

权限信息存储在 mysql 系统库的 user、db、tables_priv、columns_priv、procs_priv 这几个系统表中。

• user 表：存放用户账户信息以及全局级别（所有数据库）权限。
• db 表：存放数据库级别的权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问此数据库。
• tables_priv 表：存放表级别的权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问数据库的这个表。
• columns_priv 表：存放列级别的权限，决定了来自哪些主机的哪些用户可以访问数据库表的这个字段。

三、数据表管理

3.1 三大范式

数据库范式是一种规范化数据库设计的方法，通过分解表结构并消除冗余数据，以提高数据库的一致性和性能。关系数据库理论中提出了三大范式，它们是：

1. 第一范式（1NF）：列不可再分

   • 数据表中的所有列都是原子性的，不可再分。每一列都包含一个单一的、不可再分的值。
   • 保证每个单元格中只包含一个原子值，而不是多个值或者是集合。

2. 第二范式（2NF）：主键约束

   • 数据表必须符合1NF，且表中的所有非主键列都完全依赖于主键（候选键）。
   • 也就是说，每个非主键列必须完全依赖于整个主键，而不是只依赖于主键的一部分。

3. 第三范式（3NF）：外键约束

   • 数据表必须符合2NF，且表中的所有列都不传递依赖于主键。
   • 换句话说，表中的每个非主键列都不依赖于其他非主键列。

这三个范式是逐步递进的，第一范式是基础，第二范式在此基础上消除了部分依赖，第三范式在第二范式的基础上消除了传递依赖。范式的遵循有助于提高数据库的规范性、减少冗余数据，并提高数据的一致性和可维护性。

3.2 数据基本类型

优化原则

• 更小通常更快
  • 更小通常更好更小的磁盘空间、内存、CPU缓存
  • 更少的CPU周期
• 简单就好
  • 整型比字符串操作代价更小
  • 用时间类型表示日期 (date、datetime等)而不用字符串
• 尽量不用null
  • NULL为列的默认值，但除非确实需要，应尽量避免使用NU
  • 尽量指定列为NOT NULL，特别是需要建索引的列
  • 查询中包括有NULL的类，MySQL更难优化
    • 索引统计更复杂
    • 不利于使用索引
    • 值比较更复杂
  • 用整型值而不是字符串表示IP地址
    • INET ATON（)
    • INET NTOA（)

基本数据类型

1. 整数类型：

   • INT（整数）： 通常用于存储整数值，可表示范围在-2^31到231-1之间的整数。
   • SMALLINT： 存储小范围整数，范围在-2^15到215-1之间。
   • TINYINT： 存储非常小范围的整数，范围在-128到127之间。
   • BIGINT： 用于存储大范围整数，可表示范围在-2^63到263-1之间的整数。

2. 浮点数类型：

   • FLOAT： 存储单精度浮点数，通常用于表示近似值，有约6-9位小数精度。
   • DOUBLE： 存储双精度浮点数，提供更高的精度，有约15-17位小数精度。

3. 定点数类型：

   • DECIMAL（DEC）： 用于存储精确的小数，通过指定精度和小数位数来确保准确性。

4. 字符串类型：

   • CHAR： 存储固定长度的字符串，对于长度固定的数据比如国家代码，这是一个合适的选择。
   • VARCHAR： 存储可变长度的字符串，对于长度可变的数据，比如用户的地址，这是更常见的选择。
   • TEXT： 用于存储大文本数据，比如文章或评论。tinytext, smalltext,mediumtext,text,longtext

5. 日期与时间类型：

   • DATE： 存储日期，格式为’YYYY-MM-DD’。
   • TIME： 存储时间，格式为’HH:MM:SS’。
   • DATETIME： 存储日期和时间，格式为’YYYY-MM-DD HH:MM:SS’。
   • TIMESTAMP： 存储从1970年1月1日以来的秒数。

6. 布尔类型：

   • BOOLEAN（BOOL）： 存储布尔值，通常表示真或假。

7. 二进制类型：

   • BLOB（Binary Large Object）： 存储二进制数据，通常用于存储图像、音频、视频等。 TINYBLOB BLOB MEDIUMBLOB LONGBLOB

8. 枚举类型：

   • ENUM： 用于存储从预定义的值列表中选择的一个值。例如，性别可以用 ENUM(‘Male’, ‘Female’) 表示。

三、数据库账号管理

MySQL 8.0 版本的账号管理操作基本上延续了之前版本的基本语法，但引入了一些新的特性。以下是一些 MySQL 8.0 中的数据库用户账号管理操作：

1. 创建账号：

   • 使用 CREATE USER 语句创建一个新的数据库用户。

   CREATE USER 'username'@'host' IDENTIFIED BY 'password';
   

   • 'username'是要创建的用户名，'host'是允许访问的主机，'password'是用户的密码。

2. 授予权限：

   • 使用 GRANT 语句给用户授予数据库权限。

   GRANT privileges ON database.table TO 'username'@'host';
   

   • privileges 表示授予的权限，比如 SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE 等；database.table 表示具体的数据库和表；'username'@'host' 是目标用户和允许访问的主机。

3. 修改账号权限：

   • 使用 GRANT 或 REVOKE 语句修改用户的权限。

   GRANT privileges ON database.table TO 'username'@'host';
   REVOKE privileges ON database.table FROM 'username'@'host';
   

   • GRANT 授予权限，REVOKE 撤销权限。

4. 删除账号：

   • 使用 DROP USER 语句删除一个数据库用户。

   DROP USER 'username'@'host';
   

   • 删除用户后，相应的权限也会被移除。

5. 修改密码：

   • 使用 ALTER USER 语句修改用户密码。

   ALTER USER 'username'@'host' IDENTIFIED BY 'newpassword';
   

   • 'newpassword' 是新的密码。

6. 查看用户权限：

   • 使用 SHOW GRANTS 语句查看用户的权限。

   SHOW GRANTS FOR 'username'@'host';
   

7. 账号锁定和解锁：

   • 使用 ALTER USER 语句可以锁定或解锁用户账号。

   ALTER USER 'username'@'host' ACCOUNT LOCK;
   ALTER USER 'username'@'host' ACCOUNT UNLOCK;
   

8. 账号过期：

   • 使用 ALTER USER 语句可以设置账号的过期时间。

   ALTER USER 'username'@'host' PASSWORD EXPIRE;
   

   • 这会使用户下次登录时要求更改密码。

这些是 MySQL 8.0 中一些常见的数据库用户账号管理操作。在执行这些操作时，请务必根据实际情况谨慎操作，尤其是在生产环境中。