MySQL

初识MySQL

概述

• MySQL是一个 开放源代码的关系型数据库管理系统 ，由瑞典MySQL AB（创始人Michael Widenius）公司1995年开发，迅速成为开源数据库的 No.1。
• 2008被 Sun 收购（10亿美金），2009年Sun被 Oracle 收购。 MariaDB 应运而生。（MySQL 的创造者担心 MySQL 有闭源的风险，因此创建了 MySQL 的分支项目 MariaDB）
• MySQL6.x 版本之后分为 社区版 和 商业版 。
• MySQL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。
• MySQL是开源的，所以你不需要支付额外的费用。
• MySQL是可以定制的，采用了 GPL（GNU General Public License） 协议，你可以修改源码来开发自己的MySQL系统。
• MySQL支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
• MySQL支持大型数据库，支持5000万条记录的数据仓库，32位系统表文件最大可支持 4GB ，64位系统支持最大的表文件为 8TB 。
• MySQL使用 标准的SQL数据语言 形式。
• MySQL可以允许运行于多个系统上，并且支持多种语言。这些编程语言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP和Ruby等等。

关于MySQL 8.0

​ MySQL从5.7版本直接跳跃发布了8.0版本 ，可见这是一个令人兴奋的里程碑版本。MySQL 8版本在功能上做了显著的改进与增强，开发者对MySQL的源代码进行了重构，最突出的一点是多MySQL Optimizer优化器进行了改进。不仅在速度上得到了改善，还为用户带来了更好的性能和更棒的体验。

为什么要使用数据库

• 持久化(persistence)：把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化”，而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。
• 持久化的主要作用是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML数据文件中。

数据库

按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库；是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合；

DB：数据库（Database）

更多操作即存储数据的“仓库”，其本质是一个文件系统。它保存了一系列有组织的数据。

DBMS：数据库管理系统（Database Management System）

是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控 制。用户通过数据库管理系统访问数据库中表内的数据。

数据库与数据库管理系统的关系

数据库管理系统(DBMS)可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库。为保存应用中实体的数据，一般会在数据库创建多个表，以保存程序中实体用户的数据。

OLTP

OLTP（online transaction processing）翻译为联机事务处理；主要对数据库增删改查；

OLTP主要用来记录某类业务事件的发生；数据会以增删改的方式在数据库中进行数据的更新处理操作，要求实时性高、稳定性强、确保数据及时更新成功；

OLAP

OLAP（On-Line Analytical Processing）翻译为联机分析处理；主要对数据库查询；

当数据积累到一定的程度，我们需要对过去发生的事情做一个总结分析时，就需要把过去一段时间内产生的数据拿出来进行统计分析，从中获取我们想要的信息，为公司做决策提供支持，这时候就是在做OLAP了；

SQL

定义

结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL，是一种特殊目的的编程语言，是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统。SQL是关系数据库系统的标准语言。

关系型数据库包括：MySQL, SQL Server, Oracle, Sybase, postgreSQL 以及 MS Access等；

SQL命令包括：DQL、DML、DDL、DCL以及TCL；

DQL

Data Query Language - 数据查询语言；

select ：从一个或者多个表中检索特定的记录；

DML

Data Manipulate Language - 数据操作语言；

insert ：插入记录；

update ：更新记录；

delete ：删除记录；

DDL

Data Define Languge - 数据定义语言；

create ：创建一个新的表、表的视图、或者在数据库中的对象；

alter ：修改现有的数据库对象，例如修改表的属性或者字段；

drop ：删除表、数据库对象或者视图；

DCL

Data Control Language - 数据控制语言；

grant ：授予用户权限；

revoke ：收回用户权限；

TCL

Transaction Control Language - 事务控制语言；

commit ：事务提交；

rollback ：事务回滚；

数据库术语

数据库：数据库是一些关联表的集合；

数据表：表是数据的矩阵；

列：一列包含相同类型的数据；

行：或者称为记录是一组相关的数据；

主键：主键是唯一的；一个数据表只能包含一个主键；

外键：外键用来关联两个表，来保证参照完整性；MyISAM存储引擎本身并不支持外键，只起到注释作用；而innodb完整支持外键；

复合键：或称组合键；将多个列作为一个索引键；

索引：用于快速访问数据表的数据；索引是对表中的一列或者多列的值进行排序的一种结构；

MySQL体系结构

MySQL由以下几部分组成：

连接池组件、管理服务和工具组件、SQL接口组件、查询分析器组件、优化器组件、缓冲组件、插件式存储引擎、物理文件

连接者

不同语言的代码程序和mysql的交互（SQL交互）；

连接池

管理缓冲用户连接、用户名、密码、权限校验、线程处理等需要缓存的需求；

网络处理流程：主线程接收连接，接收连接交由连接池处理；

主要处理方式：IO多路复用select + 阻塞的io；

需要理解：MySQL命令处理是并发处理的；

主线程负责接收客户端连接，然后为每个客户端 fd 分配一个连接线程，负责处理该客户端的 sql命令处理

管理服务和工具组件

系统管理和控制工具，例如备份恢复、Mysql复制、集群等；

SQL接口

将SQL语句解析生成相应对象；DML，DDL，存储过程，视图，触发器等；

查询解析器

将SQL对象交由解析器验证和解析，并生成语法树；

查询优化器

SQL语句执行前使用查询优化器进行优化；

缓冲组件

是一块内存区域，用来弥补磁盘速度较慢对数据库性能的影响；在数据库进行读取页操作，首先将从磁盘读到的页存放在缓冲池中，下一次再读相同的页时，首先判断该页是否在缓冲池中，若在缓冲池命中，直接读取；否则读取磁盘中的页，说明该页被LRU淘汰了；缓冲池中LRU采用最近最少使用算法来进行管理；

缓冲池缓存的数据类型有：索引页、数据页、以及与存储引擎缓存相关的数据（比如innodb引擎：undo页、插入缓冲、自适应hash索引、innodb相关锁信息、数据字典信息等）；

数据库设计三范式

为了建立冗余较小、结构合理的数据库，设计数据库时必须遵循一定的规则。在关系型数据库中这种规则就称为范式。范式是符合某一种设计要求的总结。要想设计一个结构合理的关系型数据库，必须满足一定的范式。

范式一

确保每列保持原子性；数据库表中的所有字段都是不可分解的原子值；

例如：某表中有一个地址字段，如果经常需要访问地址字段中的城市属性，则需要将该字段拆分为多个字段，省份、城市、详细地址等；

范式二

确保表中的每列都和主键相关，而不能只与主键的某一部分相关（组合索引）

订单编号	商品编号	商品名称	数量	单位	价格	客户	所属单位	联系方式
1	1	电脑	1	台	10000	A	dw1	13788888888
1	2	手机	2	部	6000	A	dw1	13788888888
2	3	ipad	3	部	3000	B	dw2	13799999999

订单编号	客户	所属单位	联系方式
1	A	dw1	13788888888
2	B	dw2	13799999999

订单编号	商品编号	数量
1	1	1
1	2	2
2	3	3

商品编号	商品名称	单位	商品价格
1	电脑	台	10000
2	手机	部	6000
3	ipad	部	3000

范式三

确保每列都和主键直接相关，而不是间接相关；减少数据冗余；

订单编号	订单项目	负责人	业务员	订单数量	客户端编号
1	电脑	A	E	10	1
2	手机	C	F	20	2
3	ipad	D	G	30	1

客户端编号	客户名称	所属公司	联系方式
1	H	dw1	13766666666
2	B	dw2	13799999999

反范式

范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减小维护数据完整性的麻烦；但是采用数据库范式化设计，可能导致数据库业务涉及的表变多，并且造成更多的联表查询，将导致整个系统的性能降低；因此处于性能考虑，可能需要进行反范式设计；