Mysql数据库:快速入门

目录

一. 介绍

1. 数据库基础概念

2 MySQL简介

二. 安装与配置

1. 下载与安装 MySQL

2. 配置 MySQL

三. 基本操作

1. 数据库的创建与删除

3 数据操作语言（DML）

4 数据查询语言（DQL）

5 数据控制语言（DCL）

6.事务操作指令

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一. 介绍

1. 数据库基础概念

1.1 数据库的定义

    数据库（Database）：数据库是一个组织数据的集合，可按照不同的结构和规则存储、管理和检索数据。数据库是用于持久化存储和组织数据的系统。

1.2 数据库管理系统（DBMS）与数据库的关系

• 数据库管理系统（DBMS）：DBMS是一种软件，用于管理数据库的创建、维护、访问和控制。它提供了一种操作数据库的接口，让用户和应用程序能够有效地存储、检索和更新数据。
• 数据库系统（Database System）：数据库系统是由数据库和数据库管理系统（DBMS）组成的集合。它是一个完整的系统，用于管理和操作数据库。

1.3 关系型数据库与非关系型数据库

• 关系型数据库（RDBMS）：关系型数据库是基于关系模型的数据库，使用表格（表）来组织和存储数据。常见的关系型数据库包括MySQL、Oracle、SQL Server等。
• 非关系型数据库：非关系型数据库采用不同于关系型数据库的数据模型，包括文档存储、键值对存储、列存储和图形数据库等。常见的非关系型数据库包括MongoDB、Redis、Cassandra等。

1.4 数据库基本术语

•  表（Table）：是数据库中存储数据的基本结构，由行和列组成。每一行代表一个记录，每一列代表一个属性。
•  字段（Field）：字段是表中的列，用于存储表中的数据项。
•  记录（Record）：记录是表中的行，包含一组相关的数据。
•  主键（Primary Key）：主键是唯一标识表中记录的字段，确保每条记录都有唯一标识。
•  外键（Foreign Key）：外键是表中的一个字段，它与另一表的主键形成关联，用于建立表与表之间的关系。

1.5 数据库模型

• 层次模型（Hierarchical Model）：层次模型使用树形结构组织数据，每个节点有一个父节点和零个或多个子节点。
• 关系模型（Relational Model）：关系模型使用表格（关系）来组织数据，表格之间通过关系建立连接。
• 网络模型（Network Model）：网络模型采用图形结构，数据之间可以有多对多的关系。

1.6 范式理论

• 第一范式（1NF）：数据表中的每一列都是原子的，不可再分。确保每个单元格中只包含一个值，而不是多个值的集合。
• 第二范式（2NF）：数据表必须符合1NF，并且非主键列完全依赖于主键，而不是依赖于主键的一部分。
• 第三范式（3NF）：数据表必须符合2NF，并且非主键列之间没有传递依赖关系。即，非主键列不依赖于其他非主键列。
• Boyce-Codd范式（BCNF）：数据表必须符合3NF，并且对于所有的超键，每个非主键列都是候选键的超码。
• 第四范式（4NF）：数据表必须符合BCNF，并且不存在多值依赖，即，表中的每个非主键列对于所有候选键都是完全函数依赖的。
• 第五范式（5NF）：数据表必须符合4NF，并且要求对于表中的每一对属性（A，B），都存在一个连接依赖于（A，B）的候选键。

1.7 数据库设计步骤与技巧

1. 需求分析：确定数据库的目标和用户需求，了解数据的类型、关系和业务规则。
2. 概念设计：使用概念模型（如实体-关系图）描述数据的结构和关系。
3. 逻辑设计：将概念模型转换为逻辑模型，选择适当的数据模型（关系型、文档型等）和建立表、关系。
4. 范式分解：将设计的表逐步规范化到满足特定范式的程度，以提高数据的完整性和减少冗余。
5.  物理设计：定义数据库的物理存储结构，包括索引、分区、表空间等，以优化性能。
6. 实施与维护：创建数据库、表，并填充数据。定期维护和优化数据库，确保其性能和可用性。

1.8 实体-关系模型与关系转换

• 实体-关系模型（ER模型）：ER模型是一种用于表示数据结构和关系的图形工具。它使用实体表示现实世界的对象，关系表示实体之间的联系。
• 关系转换：将ER模型转换为关系模型（关系表）。实体通常对应于表，关系对应于表之间的关系。属性对应于表中的列。
• 实体转表：ER模型中的每个实体都被转换为一个表。
• 关系转键：ER模型中的关系通常被转换为外键，将关联的两个实体之间的联系转换为表之间的关系。
• 属性转列：ER模型中的实体属性通常被转换为表中的列，每个属性对应于一个列。
• 多对多关系转换：多对多关系通常需要创建一个连接表，将多对多的关系转换为两个一对多的关系。
• 子类与父类关系转换：ER模型中的继承关系通常需要将子类和父类分别转换为表，使用父类的主键作为子类的外键。

数据库设计是一个复杂的过程，需要综合考虑需求、模型选择、规范化和性能等因素。使用ER模型和范式理论可以帮助设计者建立清晰的概念模型，并通过转换步骤将其转化为实际的数据库结构。

2 MySQL简介

2.1 MySQL的起源与发展历程

  起源：MySQL是一种开源关系型数据库管理系统（RDBMS），最初由瑞典公司MySQL AB开发。该项目的创始人是Michael Widenius、David Axmark和Allan Larsson。MySQL的名称来源于创始人Michael Widenius的女儿名字"My"和"SQL"（结构化查询语言）。

 发展历程：

•   1995年：MySQL首次发布，成为早期开源数据库之一。
•   2000年：MySQL AB公司成立，专注于MySQL的开发和支持。
•   2008年：Sun Microsystems收购MySQL AB。
•   2010年：Oracle Corporation收购Sun Microsystems，获得MySQL。
•   2010年至今：MySQL作为Oracle的子公司继续发展，保持开源特性，推出多个版本，支持广泛的操作系统和开发语言。

2.2 MySQL的特点与优势

• 开源性：MySQL是开源软件，用户可以免费获取、使用和修改其源代码。
• 跨平台：MySQL支持多种操作系统，包括Linux、Windows、macOS等，具有良好的跨平台性。
• 高性能：MySQL被设计为高性能数据库，具有快速的读写速度和高并发处理能力。
• 灵活性：MySQL支持多种存储引擎，如InnoDB、MyISAM等，每个引擎有不同的特性，允许用户根据需求选择合适的引擎。
• 数据安全：提供强大的权限管理和数据加密功能，确保数据的安全性。
• 标准兼容：MySQL遵循SQL标准，与许多编程语言和应用程序集成，易于使用。

2.3 MySQL的工作原理

MySQL的工作原理可以概括为以下几个步骤：

1. 连接器（Connection Manager）：处理客户端的连接请求，负责建立和维护连接。

2. 查询缓存（Query Cache）：如果查询缓存启用，MySQL会检查是否有已经缓存的相同查询，如果有，直接返回缓存的结果。

3. 分析器（Parser）：对SQL语句进行语法解析，构建语法树。

4. 优化器（Optimizer）：对语法树进行优化，生成执行计划。

5. 执行器（Executor）：执行优化后的执行计划，读取、更新数据。

6. 存储引擎（Storage Engine）：MySQL支持多种存储引擎，负责实际存储和检索数据。

2.4 MySQL的基本架构以及主要组成部分

MySQL的基本架构包括两个主要部分：MySQL服务器和MySQL客户端。

• MySQL服务器：包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器和存储引擎。服务器负责处理客户端的请求，执行SQL语句，并管理数据库的存储和访问。
• MySQL客户端：用户通过客户端与MySQL服务器进行通信，提交SQL查询和命令。客户端可以是命令行工具、图形用户界面（GUI）工具或应用程序。

MySQL服务器的主要组成部分包括：

• 连接器（Connection Manager）：负责处理客户端连接请求，建立和维护连接。
• 查询缓存（Query Cache）：缓存已经执行过的查询结果，提高重复查询的性能。
• 分析器（Parser）：** 对SQL语句进行语法解析，构建语法树。
• 优化器（Optimizer）：对语法树进行优化，生成执行计划。
• 执行器（Executor）：执行优化后的执行计划，读取、更新数据。
• 存储引擎（Storage Engine）：负责实际存储和检索数据，MySQL支持多种存储引擎，如InnoDB、MyISAM等。

这些组件协同工作，使MySQL能够高效地处理用户的数据库请求。

二. 安装与配置

1. 下载与安装 MySQL

MySQL的下载途径

MySQL可以通过官方网站或软件仓库等途径进行下载。

1. 官方网站：MySQL官方网站提供了最新的MySQL Community Server版本。用户可以访问 [MySQL Downloads](https://dev.mysql.com/downloads/) 页面，选择适合自己操作系统的MySQL版本进行下载。

2. 软件仓库（Linux）：在许多Linux发行版的软件仓库中，可以通过包管理器直接安装MySQL。例如，在Ubuntu系统中，可以使用以下命令安装MySQL：

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install mysql-server

安装过程详解（Windows）

Windows 安装过程：

1. 下载安装程序：在 MySQL 官方网站下载适用于 Windows 的安装程序（通常是一个 .msi 文件）。
2. 运行安装程序：双击下载的 .msi 文件，启动 MySQL 安装向导。
3. 选择安装类型：在安装向导中，选择 "Custom"（自定义）或 "Typical"（典型）安装类型。通常选择 "Typical" 即可，除非你需要自定义安装选项。
4. 设置安装位置：指定 MySQL 的安装目录。默认情况下，安装在 `C:\Program Files\MySQL\MySQL Server-X.Y\` 目录下（X.Y 代表版本号）。
5. 配置 MySQL 服务：在配置 MySQL 服务时，设置 MySQL 的 root 用户密码，选择启动类型为 "Server Computer"（作为服务器运行）。
6. 完成安装：点击 "Execute" 按钮开始安装，等待安装完成。
7. 配置环境变量（可选）：将 MySQL 安装目录的 `bin` 目录添加到系统的环境变量中，以便能够在命令行中直接执行 MySQL 相关命令。
8. 启动 MySQL 服务：完成安装后，可以通过 Windows 服务管理器手动启动 MySQL 服务。

2. 配置 MySQL

配置文件解读

MySQL的配置文件通常是 `my.cnf`（或 `my.ini`）文件，该文件包含了各种配置选项，用于调整 MySQL 服务器的行为和性能。配置文件的位置可能因操作系统而异，可以在 MySQL 安装目录下的 `etc` 文件夹中找到。

一般的配置文件结构如下：

[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock

[mysql.server]
user=mysql
basedir=/var/lib

[client]
port=3306
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock

- `[mysqld]` 部分包含了与 MySQL 服务器相关的配置项，如数据目录、套接字文件等。
- `[mysql.server]` 部分包含了 MySQL 服务器的配置，如用户、基础目录等。
- `[client]` 部分包含了 MySQL 客户端的配置，如端口、套接字文件等。

修改字符集和时区设置

在 MySQL 配置文件中，可以通过以下配置项来修改字符集和时区设置：

[mysqld]
character-set-server=utf8mb4
collation-server=utf8mb4_unicode_ci
timezone=+00:00

•  `character-set-server`：指定服务器默认字符集。
•  `collation-server`：指定服务器默认排序规则。
•  `timezone`：指定服务器的时区。

上述示例将字符集设置为 `utf8mb4`，排序规则设置为 `utf8mb4_unicode_ci`，时区设置为 UTC。

配置用户权限与访问控制

MySQL 使用访问控制列表（Access Control Lists，ACLs）来管理用户权限。在配置文件中，可以通过以下配置项来设置用户权限和访问控制：

[mysqld]
# 允许远程连接
bind-address = 0.0.0.0

# 设置root用户的密码
mysql_native_password = ON

# 定义允许访问的IP地址
skip-name-resolve

上述示例中：
- `bind-address` 允许远程连接到 MySQL 服务器。
- `mysql_native_password` 配置密码认证方式。
- `skip-name-resolve` 禁用 DNS 反解析，提高性能。

在 MySQL 中，可以使用 `GRANT` 语句分配用户权限，例如：

GRANT ALL PRIVILEGES ON database_name.* TO 'username'@'host' IDENTIFIED BY 'password';
FLUSH PRIVILEGES;

其中：

• `database_name` 是数据库名。
•  `username` 是用户名称。
•  `host` 是允许访问的主机。
•  `password` 是用户密码。

修改配置文件后，需要重启 MySQL 服务器使配置生效。在 Linux 系统中，可以使用以下命令：

sudo service mysql restart

在 Windows 系统中，可以在服务管理器中重启 MySQL 服务。

三. 基本操作

1. 数据库的创建与删除

创建数据库

在 MySQL 中，可以使用 `CREATE DATABASE` 语句创建数据库。语法如下：

CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] database_name
  [CHARACTER SET charset_name]
  [COLLATE collation_name];

- `IF NOT EXISTS`：可选，如果指定了此选项，表示如果数据库已存在，则不会报错，而是继续执行后续语句。
- `database_name`：指定要创建的数据库的名称。
- `CHARACTER SET charset_name`：可选，指定数据库的默认字符集。
- `COLLATE collation_name`：可选，指定数据库的默认排序规则。

删除数据库

在 MySQL 中，可以使用 `DROP DATABASE` 语句删除数据库。语法如下：

DROP DATABASE [IF EXISTS] database_name;

- `IF EXISTS`：可选，如果指定了此选项，表示如果数据库不存在，则不会报错，而是继续执行后续语句。
- `database_name`：指定要删除的数据库的名称。

2. 数据表的操作

创建数据表

在 MySQL 中，可以使用 `CREATE TABLE` 语句创建数据表。语法如下：

CREATE TABLE table_name (
  column1 datatype1,
  column2 datatype2,
  ...
);

- `table_name`：指定要创建的数据表的名称。
- `column1, column2, ...`：定义表的列，每列包括列名和数据类型。
- `datatype1, datatype2, ...`：定义每列的数据类型。

修改数据表结构

添加列

使用 `ALTER TABLE` 语句添加新列。语法如下：

ALTER TABLE table_name
ADD COLUMN new_column datatype;

修改列

使用 `ALTER TABLE` 语句修改列的数据类型。语法如下：

ALTER TABLE table_name
MODIFY COLUMN column_name new_datatype;

删除列

使用 `ALTER TABLE` 语句删除列。语法如下：

ALTER TABLE table_name
DROP COLUMN column_name;

删除数据表

在 MySQL 中，可以使用 `DROP TABLE` 语句删除数据表。语法如下：

DROP TABLE [IF EXISTS] table_name;

- `IF EXISTS`：可选，如果指定了此选项，表示如果数据表不存在，则不会报错，而是继续执行后续语句。
- `table_name`：指定要删除的数据表的名称。

注意：删除数据表会永久删除表及其所有数据，谨慎操作，确保备份重要数据。在生产环境中，最好在删除数据表之前先进行数据备份。

3 数据操作语言（DML）

插入数据

使用 `INSERT INTO` 语句可以向表中插入新的数据。语法如下：

INSERT INTO table_name (column1, column2, ...)
VALUES (value1, value2, ...);

- `table_name`：指定要插入数据的表。
- `column1, column2, ...`：指定要插入数据的列。
- `VALUES (value1, value2, ...)`：指定要插入的数据值，与列一一对应。

查询数据

数据查询已在前面的回答中介绍，使用 `SELECT` 语句可以从表中检索数据。

示例：

SELECT id, username, email
FROM users
WHERE birthdate >= '1990-01-01';

以上示例查询了 `users` 表中出生日期在1990年1月1日及之后的用户数据。

更新数据

使用 `UPDATE` 语句可以更新表中已有的数据。语法如下：

UPDATE table_name
SET column1 = value1, column2 = value2, ...
WHERE condition;

- `table_name`：指定要更新数据的表。
- `column1 = value1, column2 = value2, ...`：指定要更新的列及其新值。
- `WHERE condition`：可选，指定更新数据的条件。

删除数据

使用 `DELETE FROM` 语句可以从表中删除数据。语法如下：

DELETE FROM table_name
WHERE condition;

- `table_name`：指定要删除数据的表。
- `WHERE condition`：可选，指定删除数据的条件。

注意：删除数据是一个谨慎的操作，务必确保你了解删除的范围，并在删除之前进行数据备份。

4 数据查询语言（DQL）

基本查询语句

在 MySQL 中，使用 `SELECT` 语句进行基本的数据查询。语法如下：

SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
[WHERE condition];

- `column1, column2, ...`：要查询的列。
- `table_name`：要查询的数据表。
- `WHERE condition`：可选，用于指定查询的条件。

条件查询

使用 `WHERE` 子句可以在查询中添加条件，过滤满足条件的数据。语法如下：

SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
WHERE condition;

排序与分页

使用 `ORDER BY` 子句可以对查询结果进行排序，使用 `LIMIT` 子句可以实现分页。语法如下：

SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
ORDER BY column_name [ASC|DESC]
LIMIT offset, count;

- `ORDER BY column_name [ASC|DESC]`：指定排序的列及排序方式（升序或降序）。
- `LIMIT offset, count`：指定返回结果的起始位置和数量。

聚合函数与分组

在查询中使用聚合函数对数据进行统计和计算，同时使用 `GROUP BY` 子句进行分组。常用的聚合函数包括 `COUNT`、`SUM`、`AVG`、`MIN` 和 `MAX`。语法如下：

SELECT AGGREGATE_FUNCTION(column) AS result_column, ...
FROM table_name
[WHERE condition]
GROUP BY grouping_column;

多表查询

使用 `JOIN` 子句可以实现多表查询，将两个或多个表的数据合并。常见的 `JOIN` 类型有 `INNER JOIN`、`LEFT JOIN`、`RIGHT JOIN` 和 `FULL JOIN`。语法如下：

SELECT column1, column2, ...
FROM table1
JOIN table2 ON table1.column_name = table2.column_name;

多表查询的 `JOIN` 类型和关联条件需要根据实际需求选择，以确保查询结果符合预期。

5 数据控制语言（DCL）

数据控制语言（DCL）主要用于控制数据库中的访问权限和事务管理。主要包括 `GRANT` 和 `REVOKE` 语句。

GRANT

`GRANT` 语句用于授予用户或角色某些特定的权限。语法如下：

GRANT privilege(s)
ON object
TO user_or_role [, user_or_role, ...];

- `privilege(s)`：指定要授予的权限，可以是数据库级别、表级别或列级别的权限。
- `ON object`：指定权限作用的对象，可以是数据库、表或视图。
- `TO user_or_role`：指定被授予权限的用户或角色。

REVOKE

`REVOKE` 语句用于撤销用户或角色的某些权限。语法如下：

REVOKE privilege(s)
ON object
FROM user_or_role [, user_or_role, ...];

- `privilege(s)`：指定要撤销的权限，与 `GRANT` 中的权限相对应。
- `ON object`：指定权限作用的对象，与 `GRANT` 中的对象相对应。
- `FROM user_or_role`：指定被撤销权限的用户或角色。

6.事务操作指令

在数据库中，事务处理是一种关键的机制，用于确保一组操作要么全部成功执行，要么全部回滚到初始状态。以下是与事务处理相关的 SQL 命令：

1. 开始事务

在大多数关系型数据库中，使用 `START TRANSACTION` 或者直接 `BEGIN` 命令来开始一个事务。

2. 提交事务

如果一组操作成功执行，可以使用 `COMMIT` 命令来提交事务，使其永久生效。

3. 回滚事务

如果在事务执行过程中发生错误或者需要撤销之前的操作，可以使用 `ROLLBACK` 命令来回滚事务，使其回到初始状态。

4. 设置保存点

在事务处理中，有时候需要设置保存点（Savepoint），以便在事务中的某个阶段回滚，而不是回滚整个事务。

SAVEPOINT savepoint_name;

5. 回滚到保存点

如果需要回滚到之前设置的保存点，可以使用 `ROLLBACK TO` 命令。

ROLLBACK TO savepoint_name;

6. 设置事务隔离级别

事务隔离级别决定了一个事务对数据库中数据的可见性。常见的事务隔离级别包括 READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ 和 SERIALIZABLE。

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL isolation_level;

其中，`isolation_level` 可以是 `READ UNCOMMITTED`、`READ COMMITTED`、`REPEATABLE READ` 或 `SERIALIZABLE`。

7. 结束事务

在一些数据库中，可以使用 `END` 命令结束事务。

上述命令用于基本的事务处理。具体的使用方式可能会因数据库管理系统而异，建议参考相应数据库的文档以了解详细信息。