MySQL数据库（重制版）

MYSQL

一、MySQL基础

1、数据库相关概念

数据库（DataBase DB）：存储数据的仓库，数据是有组织的进行存储

数据库管理系统（DataBaseManagementSystem DBMS）：操纵和管理数据库的大型软件。

SQL：操作关系型数据库的编程语言，定义了一套操作关系型数据库统一标准。

2、MYSQL数据库

主要是安装以及配置环境变量。

3、数据模型

关系型数据库

概念：建立在关系模型基础上，由多张互相连接的二维表组成的数据库

特点：

使用表存储数据，格式统一，便于维护
使用SQL语言操作，标准统一，使用方便

4、SQL

1)、SQL通用语法

SQL语句可以单行或多行书写，以分号结尾。
SQL语句可以使用空格/缩进来增强语句的可读性。
MySQL数据库的SQL语句不区分大小写，关键字建议使用大写。
注释:
单行注释:--注释内容或#注释内容(MySQL特有)
多行注释:/注释内容/

2)、SQL分类

3)、DDL

查询

查询所有数据库
```
SHOW DATABASES;
```
查询当前数据库
```
SELECT DATABASE();
```

创建数据库

CREATE DATABASE[IF NOT EXISTS] 数据库名 [DEFAULT CHARSET字符集][COLLATE 排序规则];

删除数据库
```
DROP DATABASE[IF EXISTS] 数据库名;
```
使用数据库
```
USE 数据库名;
```
查询表
```
show tables;
```
查询表结构
```
desc 表名;
```
查询指定表的建表语句
```
show create table表名;
```

创建表

create table epm(
id int comment '编号',
workno varchar(10) comment '员工工号',
 name varchar(10) comment '员工姓名',
 gender char(1) comment '性别',
 age tinyint unsigned comment '年龄',
 idcard char(18) comment '身份证号',
 entrydate date comment '入职时间'
 )comment '员工表';

表操作-添加

alter table 表名 add 字段名 类型(长度)[comment 注释][约束];
alter table user add age tinyint(3);

表操作-修改

--修改数据类型
ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 新数据类型(长度);
alter table user modify id tinyint;

--修改字段名和字段类型
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧字段名 新字段名 类型(长度)[COMMENT注释] [约束];
alter table user change age age_r tinyint;

表操作-删除

--删除字段
ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;
alter table user drop age_r;

表操作-表修改

ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新表名;
alter table user rename to user_u;

表操作-表删除

--删除表
drop table [if exists]表名;

--删除指定表，并且重新创建该表，意味着删除数据，格式化的意思
truncate table 表名;

4)、DML

添加数据

--1、给指定数据添加数据
INSERT INTO 表名 (字段名1，字段名2,...) VALUES(值1,值2,..);
insert into epm(id,workno,name,gender,age,idcard,entrydate) VALUES(1,'1','ljd','男',18,'140603200008100000','2000-08-19');

--2、给所有字段添加数据
INSERT INTO 表名 VALUES(值1,值2,..);

--3、批量添加数据
INSERT INTO 表名 (字段名1，字段名2,...) VALUES(值1,值2,..),(值1,值2,..),(值1,值2,..)...;
INSERT INTO 表名 VALUES(值1,值2,..),(值1,值2,..),(值1,值2,..)...;

注意:

插入数据时，指定的字段顺序需要与值的顺序是一一对应的。
字符串和日期型数据应该包含在引号中。
插入的数据大小，应该在字段的规定范围内。

删除数据
```
DELETE FROM 表名 [WHERE条件]
```
注意：

delete语句的条件可以有，也可以没有，如果有，则会删除整张表中的所有数据。

delete不能删除某个字段的值（使用update）
修改数据
```
UPDATE 表名 SET 字段名1=值1,字段名2=值2,....[WHERE条件];
```
注意：修改语句的条件可以有，也可以没有，如果有，则会修改整张表。

5、DQL

编写顺序

select
	字段列表
from
	表名列表
where
	条件列表
group by
	分组字段列表
having
	分组后条件列表
order by
	排序字段列表
limit
	分页参数

1、DQL-基本查询

查询某个字段

SELECT 字段1，字段2,字段3... FROM 表名;
SELECT * FROM 表名;

设置别名

SELECT 字段1[AS 别名1],字段2[AS 别名2]... FROM 表名;

去除重复记录

SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名;

2、DQL-条件查询

语法

select 字段列表 from 表名 where 条件列表;

条件

3、DQL-聚合函数

介绍：将一个数据作为一个整体，进行纵向计算。
常见聚合函数

语法

select 聚合函数（字段列表） from 表名;

--统计企业全部员工数量
select count(*) from emp;

--统计企业员工平均年龄
select avg(age) from emp;

--统计企业员工最大年龄
select max(age) from emp;

--统计企业员工最小年龄
select min(age) from emp;

--统计西安地区员工年龄之和
select sum(age) from emp where workaddress = "西安";

注意：null值是不会参与计算的。

4、DQL-分组查询

语法

SELECT 字段列表 FROM 表名[WHERE 条件] GROUP BY 分组字段名 [HAVING 分组后过滤条件];

where 和 having 区别
- 执行时机不同：where是分组之前进行过滤，不满足where条件不会参与分组；而having是分组之后对结果进行过滤。
- 判断条件不同：where不能对聚合函数进行判断，而having可以。

实践

--1、根据性别分组，统计男性员工 和 女性员工的数量
select gender,count(*) from emp group by gender;

--2、根据性别分组，统计男性员工 和 女性员工的平均年龄
select gender,avg(age) from emp group by gender;

--3、查询年龄小于45的员工，并根据工作地址分组，获取员工数量大于等于3的工作地址
select workaddress,count(*) from emp where age < 45 group by workaddress having coont(*) >= 3;

注意：

执行顺序：where > 聚合函数 > having
分组之后，查询的字段一般为聚合函数和分组字段，查询其他字段无任何意义。

5、DQL-排序查询

语法

SELECT 字段列表 FROM 表名 ORDER BY 字段1 排序方式1,字段2 排序方式2;

--1、根据年龄对公司的员工进行升序排序
select * from emp order by age asc;

--2、根据入职时间，对员工进行降序排序
select * from emp order by entrydate desc;

--3、根据年龄对公司的员工进行升序排序，年龄相同，再按照入职时间进行降序排序
select * from emp order by age asc,entrydate desc;

排序方式
- asc ：升序（默认值）
- Desc ：降序
注意：如果是多字段时，当第一字段相同时，才会进行第二字段的排序。

6、DQL-分页查询

语法
```
SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引,查询记录数;

--1、查询第一页员工数据，每页展示10条记录
select * from emp limit 0,10;

--2、查询第二页员工数据，每页展示10条记录
select * from emp limit 10,10;
```
注意：
- 起始索引从o开始，起始索引=(查询页码-1)*每页显示记录数。
- 分页查询是数据库的方言，不同的数据库有不同的实现，MySQL中是LIMIT。
- 如果查询的是第一页数据，起始索引可以省略，直接简写为limit 10。

7、案例练习

--1、查询年龄为20 21 22 23岁的女性员工信息
select * from emp where gender = '女' and age in(20,21,22,23);

--2、查询性别为男，并且年龄在20-40岁以内的姓名为三个字的员工
select * from emp where gender = '男' 
and age between 20 and 40 
and name like '___';

--3、统计员工表中，年龄小于60岁的，男性员工和女性员工的人数
select gender,count(*) from emp where age < 60 group by gender;

--4、查询所有年龄小于等于35岁员工的姓名和年龄，并对查询结果按年龄升序排序，如果年龄相同按入职时间降序排序。
select name,age from emp where age <= 35 order by age asc,entrydate desc;

--5、查询性别为男，且年龄在20-40岁(含)以内的前5个员工信息，对查询的结果按年龄升序排序，年龄相同按入职时间升序排序。
select * from emp where gender = '男' and age between 20 and 40 order by age asc,entrydate asc limit 5;

8、DQL-执行顺序

6、DCL

1、DCL-管理用户

查询用户
```
use mysql;
select * from uses;
```

创建用户

create user '用户名'@'主机名' identified by '密码';

--创建用户itcast ，只能在当前主机localhost访问，密码123456;
create user 'itcast'@'localhost' identified by '123456';

--创建用户heima，可以在任意主机访问该数据库，密码123456;
create user 'heima'@'%' identified by '123456';

修改用户密码

alter user '用户名'@'主机名' identified with mysql_native_password by '新密码';

--修改用户heima的访问密码为1234
alter user 'heima'@'%' identified with mysql_native_password by '1234';

删除用户
```
drop user '用户名'@'主机名'

--删除用户itcast@localhost用户
drop user 'itcast'@'localhost';
```
注意：
- 主机名可以使用%通配，表示任意主机都可以访问。
- 这类SQL开发人员操作比较少，主要是DBA(数据库管理员)使用。

2、DCL-权限控制

查询权限

show grants for '用户名'@'主机名';

--查询权限
show grants for 'heima'@'%';

--结果：（只能登陆的权限 ↓ ）
grant usage on *.* to 'heima'@'%';

授予权限

grant 权限列表 on 数据库名.表名 to '用户名'@'主机名';

--授权itcast全部权限
grant all on itcast.* to 'heima'@'%';

撤销权限

revoke 权限列表 on 数据库名.表名 from '用户名'@'主机名';

--撤销全部权限
revoke all on itcast.* from 'heima'@'%';

注意：

多个权限之间，可以逗号隔开
授权时，数据库名和表名可以用 * 进行通配，代表所有。

5、函数

函数是指一段可以直接被另一段程序调用的代码或者程序。

1、字符串函数

字符串拼接
```
select concat('hello','mysql');
```
字符串转小写
```
select lower('HELLO');
```
字符串转大写
```
select upper('hello');
```
字符串左填充
```
select lpad('01',5,'-');
```
字符串右填充
```
select rpad('02',5,'-');
```
去字符串头尾空格
```
select trim('  hello world   ');
```

截取字符串

--索引从1开始
select substring('helloworld',1,5);

练习

由于业务需求变更，企业员工的编号，统一为5位数，目前不足5位数的全部在前面补0，

比如：1号员工为00001

update emp set workno = lpad(workno,5,'0');

2、数值函数

向上取整
```
select ceil(1.5);
2
```
向下取整
```
select floor(1.9);
1
```
返回x/y的模
```
select mod(7,3);
1
```
返回0~1的随机数
```
select rand();
随机数
```
求x四舍五入的值，保留y位小数
```
select round(2.345,2);
2.35
```

练习

通过数据库的函数，随机生成一个6位数的验证码

select lpad(round(rand()*1000000,0),6,'0');

3、日期函数

返回当前日期
```
select CURDATE();
2023-03-01
```
返回当前时间
```
select curtime();
09:21:40
```
返回当前时间和时间
```
select now();
2023-03-01 09:20:51
```
获取指定date的年份
```
select year('2020-1-1');
2020
```
获取指定date的月份
```
select month('2020-1-1');
1
```
获取指定date的日期
```
select day('2020-1-1');
1
```
返回一个日期/时间值加上一个时间间隔expr后的时间值
```
select date_add(now(),INTERVAL 70 DAY);
2023-05-10 09:25:57
```

返回起始时间date1和结束时间date2之间的天数

-- date1:现在时间  date2:以前的时间
select datediff(now(),'2023-1-1');
59

练习

查询所有员工的入职天数，并根据入职天数倒序排序。

select name,datediff(curdate(),entrydate) as(entrydates) from emp order by entrydates desc;

4、流程函数

流程函数也是一种函数，可以在SQL语句中进行筛选，从而提高语句的效率。

-- value值最好是一个表达式
select if(true,'ok','error');
ok

-- value1传递的字符串，value2如果1为空，这返回value2的值
select ifnull('ok','default');
ok

select ifnull('','default');
	(前面就是一个空字符串)

select ifnull(null,'default');
default

--查询emp表的员工姓名和工作地址(如果是北京/上海---->一线，其他为二线)
select
	name,
	(case workaddress when '北京' then '一线' when '上海' then '一线' else '二线城市' 		end) as '工作地址'
from emp;

练习

统计班级各学员成绩，展示的规则如下：

大于等于85，展示优秀
大于等于60，展示及格
否则不及格

select
	id,
	name,
	(case when math >= 85 then '优秀' when math >= 60 then '及格' else '不及格' end) '数学',
	(case when english >= 85 then '优秀' when english >= 60 then '及格' else '不及格' end) '英语',
	(case when chinese >= 85 then '优秀' when chinese >= 60 then '及格' else '不及格' end) '语文'
from score;

6、约束

1、概述

概念：约束是作用于表中字段上的规则，用于限制存储在表中的数据。
目的：保证数据库中数据的正确、有效性和完整性。
分类

注意：约束是作用于表中字段上的，可以在创建表/修改表的时候添加约束。

2、演示

create table t_student (
	id int primary key auto_increment comment 'id',
	studentno varchar(10) not null unique comment '学号',
	name varchar(10) not null comment '姓名',
	age tinyint check (age > 0 && age <=120 ) comment '年龄',
	status char(1) default '1' comment '状态',
	gender char(1) comment '性别',
	phone varchar(11) comment '电话号',
	address varchar(20) comment '地址'
) comment '学生表';

insert into t_student (studentno,name,age,status,gender,phone,address) VALUES('16619865','刘某东',23,1,'男','136xxxxxxxx','山西省');

insert into t_student (studentno,name,age,status,gender,phone,address) VALUES('1351156','张某鑫',23,1,'男','136xxxxxxxx','山西省');

3、外键约束

概念：外键用来让两张表的数据之间建立连接，从而保证数据的一致性和完整性。

具有外键的表被称为子表，被关联的表被称为父表。

create table 表名 (
	字段名 数据类型,
    ...
    [constraint][外键名称] foreign
    key(外键字段名) references 主表(主表列名)
);

alter table 表名 add constraint 外键名称 foreign key(外键字段名) references 主表(主表列名)

-- 创建外键
alter table emp add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id);

-- 删除外键
alter table 表名 drop foreign key 外键名称;

4、外键删除更新行为

删除/更新行为

alter table emp add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id) on update cascade on delete cascade;

7、多表查询

1、多表关系

根据业务之间的关联，可以基本可以分为三种：

一对一
- 用户与用户详情的关系
- 一对一关系，多用于单表拆分，将一张表的基础字段放在一张表中，其他详情字段放在另一张表中，以提升操作效率。
- 实现:在任意一方加入外键，关联另一方的主键，并且设置外键为唯一的(UNIQUE)
一对多
- 部门与员工之间的关系
- 在多的一方建立外键，指向一的一方的主键
多对多
- 学生和课程之间的关系，一个学生学多个课程，一个课程被多个学生选择
- 建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键。

2、概述

指从多张表中查取数据
笛卡尔积：笛卡尔积是指在数学当中，两个集合A和B的所有组合情况，（多表查询需要消除笛卡尔积）
多表查询分类
- 连接查询
  - 内连接：相当于查询A和B的交集部分
  - 外连接：
    - 左外连接：查询左表所有数据，以及两张表交集部分数据
    - 右外连接：查询右表所有数据，以及两张表交集部分数据
  - 自连接：当前表与自身连接查询，自连接必须使用表别名
- 子查询

3、内连接

隐式内连接

select 字段名 from 表1,表2 where 条件;

显示内连接

select 字段名 from 表1 [Inner]join 表2 on 连接条件;
select * from t_stu JOIN t_class on t_stu.class = t_class.id;

4、外连接

左外连接

select 字段列表 from 表1 left [outer]join 表2 on 条件 ... ;

右外连接

select 字段列表 from 表1 right [outer]join 表2 on 条件 ... ;

5、自连接

语法

select 字段列表 from 表A 别名A join 表A 别名B on 条件;

-- 查询员工及其所属领导的名字
select a.name,b.name from emp a , emp b where a.manageridid = b.id;

-- 查询所有员工及其领导的名字，如果员工没有领导也得查出来
select a.name '员工',b.name '领导' from emp a left join emp b on a.managerid = b.id;

自连接查询，可以是内连接查询，也可以是外连接查询。

6、联合查询union、union-all

对于union查询，就是把多次查询的结果合并起来，形成一个新的查询结果集。

select 字段列表 from 表A ...
union[all]
select 字段列表 from 表B ...;

-- 将薪资低于5000的员工 和 年龄大于50岁的员工全部查询出来
select * from emp where salary < 5000
union all  
select * from emp where age > 50;

注意：

对于联合查询的多张表的列数必须保持一致，字段类型也必须一致。
union all 会将全部数据合并在一起返回，而union会将数据合并去重后返回。

7、子查询

概念：SQL语句中嵌套select语句，称为嵌套查询，也叫子查询

select * from t1 where column1 = (select column from t2);

子查询外部的语句可以是insert / update / delete /select 的任何一个。

可以将子查询的结果分为：

标量子查询（子查询结果是单个值）
列子查询（子查询结果为一列）
行子查询（子查询结果为一列）
表子查询（子查询结果为多列）

根据子查询结果，分为：where之后，from之后，select之后。

1)、标量子查询

子查询返回的结果是单个值(数字、字符串，日期)，最简单的形式，这种子查询成为，标量子查询。

常用的操作符：= <> > >= < <=

-- 查询销售部的所有员工信息
select * from emp where dept_id = (select * from dept where name = "销售部")

-- 查询"方东白"入职之后的员工信息
select * from emp where entrydate > (select entrydate from emp where name='方东白';

2)、列子查询

子查询返回的结果一列（可以是多行），这种子查询称为列子查询。

常用的操作符：in 、not in 、any、some、all

-- 查询"销售部" 和 "市场部" 的所有员工信息
select * from emp where dept_id in (select id from dept where name = '研发部' or name = '市场部');

-- 查询比财务部所有人工资都高的员工信息
select id from dept where name = '财务部';
select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '财务部'); 
select * from emp where salary > all(select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '财务部'));

-- 查询比研发部其中任意一人工资高的员工信息
select id from dept where name = '研发部';
select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '研发部')
select * from emp where salary > any(select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '研发部'));

3)、行子查询

子查询返回结果是一行（可以是多列），这种查询称为子查询。

常用的操作符：= 、<>、 in 、not in

-- 查询与"张无忌"的薪资以其直属领导相同的员工信息。
select salary,managerid from emp where name = '张无忌';

select * from emp where (salary,managerid ) = (select salary,managerid from emp where name = '张无忌');

4)、表子查询

子查询结果返回多行多列，这种被称为表子查询。

常用的操作符：in

-- 1、查询'鹿杖客'，'宋远桥' 的职位和薪资相同的员工信息。
select job ,salary from emp where name = '鹿杖客' or name = '宋远桥';
select * from emp where (job ,salary) in (select job ,salary from emp where name = '鹿杖客' or name = '宋远桥') ;

-- 2、查询入职日期是"2006-01-01"之后的员工信息，以其部门信息
select * from emp where entrydate > '2006-01-01';
select * from (select * from emp where entrydate > '2006-01-01') e left join dept d on e.dept_id = d.id;

8、练习

-- 1、查询员工的姓名、年龄、职位、部门信息
select e.name,e.age,e.job,d.name from emp e,dept d where e.dept_id = d.id;

-- 2、查询年龄小于30岁的员工姓名、年龄、职位、部门信息
select e.name,e.age,e.job,d.name from emp e inner join dept d on e.dept_id = d.id where e.age < 30;

-- 3、查询拥有员工的部门id 、部门名称。
select distinct d.id,d.name from emp e, dept d where e.dept_id = d.id;

-- 4、查询所有年龄大于40岁的员工,及其归属的部门名称;如果员工没有分配部门,也需要展示出来。
select e.*,d.name from emp e left join dept d on e.dept_id = d.id where e.age > 40 ;

-- 5、查询所有员工的工资等级
select e.name,s.grage from emp e,salgrade s where e.salary >= s.losal and e.salary <= s.hisal;

-- 6、查询"研发部"所有员工的信息及工资等级。
select e.*,s.grade from emp e,dept d,salgrade s 
where e.dept_id = d.id 
and (e.salary between s.losal and s.hisal )
and d.name = '研发部';

-- 7、查询工资比"灭绝"高的员工信息。
select * from emp where salary > (select salary from emp where name = '灭绝');

-- 8、查询低于本部门平均工资的员工信息。
select * from emp e2 where e2.salary < (select avg(e1.salary) from emp e1 where e1.dept_id = e2.dept_id);

-- 9、查询所有的部门信息,并统计部门的员工人数。
select 
	id,name,(select count(*) from emp e where e.dept_id =d.id) '人数' 
from 
	dept d;

-- 10、查询所有学生的选课情况,展示出学生名称,学号,课程名称
select s.name,s.no,c.name from student s , course c,student_course sc where s.course_id = c.id and c.id = sc.courseid;

-- 11、查询"研发部"员工的平均工资。
select avg(e.salary) from 
	emp e,dept d 
where 
	e.dept_id = d.id 
	and 
	d.name = '研发部';

-- 12、查询比平均薪资高的员工信息。
select * from emp where salary > (select avg(salary) from emp);

8、事务

1、简介

事务是一个操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有操作作为一个整体一起向系统提交或者撤销操作请求，即这些操作要么同时成功要么同时失败。

默认mysql的事务是自动提交的，也就是说，当执行一条DML语句的时候，mysql会立即隐式的提交事务。

2、事务操作

查看/设置事务提交方式

select @@autocommit;
set @@autocommit=0;

开启事务
```
start transaction 或 begin;
```
提交事务
```
commit;
```
回滚事务
```
rollback；
```

3、事务四大特性

原子性(Atomicity)：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。
一致性(Consistency)：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。
隔离性(Isolation)：数据库系统提供的隔离机制，保证事务不在受外部并发操作影响的独立环境下运行。
持久性(Durability)：事务一但提交或者回滚，它对数据库中的改变就是永久的。

4、并发事务问题

5、事务隔离级别

读未提交、读已提交、可重复读、序列化(串行化)

-- 查看事务隔离级别
select @@transaction_isolation;

-- 设置事务隔离级别
set [session | global] transaction isolation level{read uncommitted | read committed | repeatable read | serializable}

注意：事务的隔离级别越高，数据越安全，但是性能越低。

二、MySQL进阶

1、存储引擎

1、体系结构

连接层

最上层是一些客户端和链接服务，主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的权限。
服务层

第二层架构主要完成大多数的核心功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，Sql的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能，也在这一层实现，如过程、函数等。
引擎层索引是个存储引擎层实现

存储引擎真正的负责了mysql中数据的存储和提取，服务器通过Api和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的的功能，我们可以根据自己的需求来选取合适的存储引擎。
存储层存储书库，以及文件和日志

主要是将数据存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

2、存储引擎简介

存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式。存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。不同表也可以选择不同的存储引擎。

默认为InnoDB引擎。

指定表的引擎

create table my_myisam (
	id int ,
	name varchar(10)
)engine = MyISAM;

create table my_memory (
	id int ,
	name varchar(10)
)engine = Memory;

3、存储引擎特点

InnoDB
- 介绍：
  - InnoDB是一种兼顾高可靠和高性能的通用存储引擎，在MySQL5.5之后，InnoDB是默认的存储引擎了。
- 特点：
  - DML操作遵循ACID模型，支持事务。
  - 行级锁，提高并发访问性能；
  - 支持外键foreign key约束，保证数据的完整性和正确性。
- 文件
  - xxx.ibd：xxx代表的是表名，InnoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件，存储该表结构（frm、sdi）、数据和索引。
  - 参数：innodb_file_pre_table
MyISAM
- 介绍
  - MyISAM是MySQL早起的存储引擎。
- 特点：
  - 不支持事务，不支持外键
  - 支持表锁，支持行锁
  - 访问速度快
- 文件
  - xxx.sdi：存储表结构信息
  - xxx.MYD：存储数据
  - xxx.MYI：存储索引
Memory
- 介绍：
  - Memory引擎的表数据时存储在内存中，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或者缓存使用。
- 特点：
  - 内存存放
  - hash索引(默认)
- 文件：
  - xxx.sdi：存储表结构

4、存储引擎选择

在选择引擎的时，应该根据应用特点选择合适的引擎，针对不同的业务也可以选择多种引擎组合。

InnoDB : 是Mysql的默认存储引擎，支持事务、外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询之外，还包含很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。
MyISAM : 如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。
MEMORY : 将所有数据保存在内存中，访问速度快，通常用于临时表及缓存。MEMORY的缺陷就是对表的大小有限制，太大的表无法缓存在内存中，而且无法保障数据的安全性。

2、索引

存放在引擎层，所以引擎不同，索引的结构也会不同。

1、索引-基础

1、概述

介绍
- 索引（index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构（有序）。在数据之外，数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现查找高级算法，这种数据结构就是索引。
- 举例：
  - 例如：select * from user where age = 45;
  常规的无索引查找，会将一张表从上到下依次扫描，这也叫全表扫描。
  
  如果是有索引的方式，例如存在一个二叉树里，那么会先用45和头结点比对，大于则去右边查找。可以快速定位。
优缺点：

2、索引的数据结构

我们在mysql中平常说到的索引，如果没有特别指明，都是指B+数结构组织的索引。

3、B Tree

二叉树
- 缺点：顺序插入时，会形成一个链表，查询性能大大降低。在大量数据的时候，层级较深，检索速度慢。

红黑树（自平衡二叉树）
- 红黑树会将上面的二叉树转成这样。
- 缺点：大量数据情况下，层级较深，检索速度慢。

B-Tree（多路平衡查找树）
- 以一颗最大度数(max-degree)为5(5阶)的b-tree为例(每个节点最多存储4个key，5个指针):
- 树的度数指的是一个节点的子节点个数。

B + Tree
- B树的区别
  - 所有的数据都会出现在叶子节点
  - 叶子节点形成一个单向链表

MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原来B+Tree的基础上，增加一个指向相邻叶子节点的链表指针，就形成了带有顺序指针的B+Tree，提高了区间访问的性能。

4、Hash

哈希索引就是采用一定的hash算法，将键值换成新的hash值，映射到对应的槽位上，然后存储在哈希表中。

如果两个或者多个键值，映射到一个相同的槽位上，他们就会产生哈希冲突（碰撞），也可以通过链表来解决。

特点
1. hash索引只能用于等值比较（= ， in ），不支持范围查询（between ， < > , ....）
2. 无法利用索引完成排序操作。
3. 查询效率高，通常一次检索就可以了，效率通常要高于B+Tree索引。
存储引擎支持
- 在MySQL中，支持hash索引的是Memory引擎，而InnoDB中具有自适应hash功能，hash索引在存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构建的。

5、思考题

为什么InnoDB存储引擎会选择使用B+Tree索引结构？

相对于二叉树，层级更少，效率更高。
对于B-Tree，无论是叶子节点还是非叶子节点都会保存数据，这样导致一页中存储的键更少，指针也跟着减少，要同样保存大量的数据，只能增加树的高度，导致性能降低。
相对于hash索引，B+Tree索引支持范围匹配以及排序操作。

6、索引分类

在InnoDB存储引擎中，根据索引的存储形式，又可以分为以下两种：

聚集索引选取规则：

如果存在主键，主键索引就是聚集索引。
如果不存在主键，将会使用第一个唯一（unique）索引作为聚集索引。
如果表没有主键且没有合适的唯一索引，则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏的聚集索引。

二级索引下面挂的是聚集索引，通过聚集索引来找到对应行数据。所以一般查询单个数据会根据主键Id去查。

回表查询：先走二级索引，再走聚集索引。

7、思考题（2）

InnoDB主键索引的B+Tree高度为多高？

假设：

一行的数据大小为1K，一页中就可以存储16行这样的数据。而InnoDB中的指针占用6个字节的空间，主键即使是bigint，占用字节数为8。

如果行高度为2：（）

n * 8 + (n + 1 ) * 6 = 16 * 1024 ,算出n约为1170. 意味着一个节点下面可以有1170个指针，一个指针指向一个子节点，1170 * 16 = 18736；

8、索引语法

创建索引

-- 一个索引关联多个字段的话，顺序是有讲究的。
create [unique | fulltext] index index_name on table_name(index_col_name,...);

一个索引关联一个字段，称为单列索引，一个索引关联多个字段称为联合索引（组合索引）

查看索引
```
show index from table_name;
```
删除索引
```
drop index index_name on table_name;
```

2、索引-性能分析

1、 SQL执行频率

MySQL客户端连接成功后，通过show [session | globall] status 命令可以提供服务器状态信息。通过如下指令
可以查看当前数据库的
INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT的访问频次:

show global status like 'Com____';

2、慢查询日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数(long_query_time，单位:秒。默认10秒〉的所有SQL语句的日志。MySQL的慢查询日志默认没有开启，需要在MySQL的配置文件(/etc/my.cnf）中配置如下信息:

show variables like 'slow_query_log';

默认开关是关闭的。

修改配置文件后要重启mysql：

生成的log日志，存放在 /var/lib/mysql server-slow.log，里面存放这mysql的版本以及端口号。

3、show profiles

profile详情

show profiles能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过have_profling参数，能够看到当前MySQL是否支持

profile操作

-- 查看是否支持profile操作
select @@have_profiling;

默认profiling是关闭的，可以通过set语句在session/global级别开启profiling;
```
select @@profiling;
set profiling = 1;
```

profile详情

# 查看每一条SQL的耗时基本情况
show profiles;

# 查看指定的query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况
show profile for query query_id;

# 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况;
show profile cpu for query query_id;

4、explain

EXPLAIN或者DESC命令获取MySQL如何执行SELECT语句的信息，包括在SELECT语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。

语法：在select语句前加上explain或者desc 一般是explain

explain各字段含义：

id
- select查询的序列号，表示查询中执行select子句或者是操作表的顺序(id相同，执行顺序从上到下;id不同，值越大，越先执行)。
- 例如多表查询，学生、课程、中间表，顺序是学生、中间表、课程，学生本身和课程表没有直接关系，是通过中间表进行连接起来的。
select_type
- 表示SELECT的类型，常见的取值有SIMPLE（简单表，即不使用表连接或者子查询)、PRIMARY(主查询，即外层的查询)、UNION(UNION中的第二个或者后面的查询语句）、SUBQUERY (SELECT/WHERE之后包含了子查询）等
type
- 表示连接类型，性能由好到差的连接类型为NLLL、system、const、eq_ref、ref、range、index、all 。
possible_key
- 显示可能应用在这张表上的索引，一个或多个。
key
- 实际使用的索引，如果为NULL，则没有使用索引。
key_len
- 表示索引中使用的字节数，该值为索引字段最大可能长度，并非实际使用长度，在不损失精确性的前提下，长度越短越好。
rows
- MySQL认为必须要执行查淘的行数，在innodb引擎的表中，是一个估计值，可能并不总是准确的。
filtered
- 表示返回结果的行数占需读取行数的百分比，filtered的值越大越好。

3、索引-规则使用

验证索引效率

在未建立索引之前，执行SQL语句，查看SQL耗时。

在数据量大的时候（10000），耗时大概10秒左右，但是如果是根据索引查，耗时几乎为0.00秒就完成了。全表扫描的话，需要进行回表操作，耗时更长。

为其他字段设置索引时，也会耗时很久，他需要将你的全部数据构建成为一颗B+Tree。
最左前缀法则

如果索引了多列(联合索引)，要遵守最左前缀法则。最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始，并且不跳过索引中的列。（最左的字段可以放在后面，但是必须存在条件里。）

如果一个索引关联了3个字段，你在查询的时候跳跃了一个，那么索引将会部分失效。
范围查询

联合索引中出现范围查询(！=，> ，< )范围查询的右侧索引将会失效。

如果是 >= , <= 那么索引不会失效。（8.0好像进行了优化，会直接命中索引，不存在范围查询失效的问题）。

1、索引失效问题

索引列运算

不要在索引列上进行运算操作，索引将会失效。
字符串不加引号

字符串类型字段使用时，不加引号，索引将会失效。（隐式数据类型转换）
模糊查询

如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效。如果是头部模糊匹配，索引失效。
or 连接的条件

用or分割开的条件，如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引都不会被用到。即使前面的有索引，后面的没有索引，前面的索引也会失效。解决方式就是为后面的字段添加索引。
数据分布影响

如果mysql评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。

mysql会评估你条件的位置，来判断是否用全表扫描还是利用索引来查询。

2、SQL提示

如果该字段已经是联合索引，但是又为它单独创建了索引，在查询的时候，走的是联合索引，这是MySQL优化器选择的结果。

SQL提示、

SQL提示，是优化数据库的一个重要手段，简单来说，就是SQL语句中加入了一些人为的提示来达到优化操作目的。

use index（使用哪个索引）(这个只是一个建议)

explain select * from 表名 use index（字段） where 条件;

ignore index（不用哪个索引）

explain select * from 表名 ignore index（字段） where 条件;

force index（必须使用哪个索引）（强制使用某个索引）
```
explain select * from 表名 force index（字段） where 条件;
```

3、索引使用规则

覆盖索引

尽量使用覆盖索引（查询使用了索引，并且需要返回的列，在该索引中已经全部找到），减少select *

使用select * 很容易就出现回表查询操作，导致性能降低。

注意：
- using index condition ：查找使用了索引，但是需要回表查询数据
- using where ，using index ：查找使用了索引，但是需要的数据都能在索引列中找到，所以不需要回表查询数据
前缀索引

当字段类型为字符串(varchar, text等),时，有时候需要索引很长的字符串，这会让索引变得很大，查询时，浪费大量的磁盘IO，影响查询效率。此时可以只将字符串的一部分前缀，建立索引，这样可以大大节约索引空间，从而提高索引效率。
- 语法
```
create index dex_xxxx on table_name(colum(n)); -- n代表字段里前多少个字符。
```
- 前缀长度
  
  可以根据索引的选择性来决定，而选择性是指不重复的索引值（基数）和数据表的记录总数的比值，索引选择性越高则查询效率越高，
  唯一索引的选择性是1，这是最好的索引选择性，性能也是最好的。
```
select count(distinct email) / count(*) from tb_user;
select count(distinct subString(email,1,5)) / count(*) from tb_user;
```

单列索引和联合索引

单列索引：即一个索引只包含单个列

联合索引：即一个索引包含了多个列

在业务场景中，如果存在多个查询条件，考虑针对于查询字段建立索引，而非单列索引。

explain select id,phone,name from tb_user where phone = '17799990010' and name = '韩信';

-- mysql 会默认使用 phone 的索引，但是phone的索引关联的是id，没有name，会造成回表查询。
-- 这个时候就需要进行创建一个联合索引，将phone 和 name 创建一个关联索引联合起来，但是系统还是会默认使用phone的单列索引，这个时候我们就需要指定使用哪个索引，这个时候我们就指定使用我们刚刚创建的联合索引，就不会进行回表查询了。

多条件联合查询时，mysql优化器会评估哪个字段的索引效率更高，会选择该索引完成本次查询。

4、索引设计原则

针对于数据量较大，且查询比较频繁的表建立索引。
针对于常作为查询条件(where)、排序（order by)、分组(group by)操作的字段建立索引。
尽量选择区分度高的列作为索引，尽量建立唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高。
如果是字符串类型的字段，字段的长度较长，可以针对于字段的特点，建立前缀索引。
尽量使用联合索引，减少单列索引，查询时，联合索引很多时候可以覆盖索引，节省存储空间，避免回表，提高查询效率。
要控制索引的数量，索引并不是多多益善，索引越多，维护索引结构的代价也就越大，会影响增删改的效率
如果索引列不能存储NULL值，请在创建表时使用NOTNULL约束它。当优化器知道每列是否包含NULL值时，它可以更好地确定哪个索引最有效地用于查询。

5、思考题

—张表,有四个字段(id, username, password, status),由于数据量大,需要对以下SQL语句进行优化,该如何进行才是最优方案:

select id ,username, password from tb_user where username = 'itcast';
-- 解决方案：根据username和password建立联合索引

3、SQL优化

1、插入数据

insert 优化
- 批量插入（不要单挑插入数据，因为每次insert都会与数据库进行建立连接，一次插入的数据，也不建议有1000条。）
```
insert into 表名(字段...) values(1,''),(2,''),(3,'')...;
```
- 手动提交事务
  
  设置为手动，然后开启事务，将所要插入数据分为几句，最后统一commit。
- 主键顺序插入
  
  可以乱序插入可以顺序插入，但是建议顺序插入，性能比较高，参考主键优化。
- 大批量插入数据
  
  如果一次性需要插入大量数据，使用insert语句插入性能就很低了。此时可以使用mysql数据库提供的load指令进行插入（通过load指令可以一次性将本地文件的数据全部加载到数据库表结构当中）
```
# 客户端连接服务端的时候，加上参数, --local-infile
mysql --local-infile -uroot -p

# 设置全局参数local_infile为1，开启从本地加载文件导入数据的开关
set global local_infile = 1;

# 执行load指令将数据准备好的数据，加载到表结构当中
load data local infile '/root/sql1.log' into table `tb_user` fields terminated by ',' lines terminated by '\n';
```

2、主键优化

数据组织方式

在InnoDB存储引擎中，表数据都是根据主键顺序组织存放的，这种存储方式的表称为索引组织表(IOT)
页分裂（乱序插入会导致）

页可以为空，也可以填充一半，也可以填充100%。每个页包含了2-N行数据（如果一行数据超出行阈值，就会造成行溢出），根据主键排列。
页合并

当删除一行记录时，实际上记录并没有被物理删除，只是记录被标记为（flaged）为删除并且他的空间变得允许被其他记录声明使用。当页中的删除记录达到默认页的50%时，InnoDB会开始寻找最靠近的页看看是否可以将两个页合并以优化空间。

merge_threshold：合并页的阈值，可以自己设置，在创建表或者创建索引的时候指定。
主键的设计原则
- 满足业务的需求的情况下，尽量降低主键的长度。
- 插入数据的时候，尽量选择顺序插入，选择auto_increment自增主键。
- 尽量不要使用UUID做主键或者是其他自然主键，如身份证号。
- 业务操作时，尽量避免对主键的修改。

3、order by 优化

using filesort：通过表的索引或全表扫描，读取满足条件的数据行，然后在排序缓冲区sort buffer 中完成排序操作，并不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫Filesort排序。

using index ：通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据，这种情况即为using index。不需要额外排序，操作效率高。

# 根据age，phone进行降序，一个升序，一个降序
explain select id,age,phone from tb_user order by age asc,phone desc;

# 创建索引
create index idx_user_age_phone_ad on tb_user(age asc,phone desc);

# 根据age，phone进行降序，一个升序，一个降序
explain select id,age,phone from tb_user order by age asc,phone desc;

根据排序字段建立合适的索引，多字段排序时，也遵循最左前缀法则。
尽量使用覆盖索引。
多字段排序，一个升序，一个降序，此时需要注意联合索引在创建时的规则（asc/desc）。
如果不可避免的出现filesort，大数据量排序时，可以适当增加排序缓冲区的大小sort_buffer_size(默认256K)。

4、group by优化

#删除掉目前的联合索引
idx_user_pro_age_stadrop index idx_user_pro_age_sta on tb_user;

#执行分组操作，根据profession字段分组
explain select profession , count(*) from tb_user group by profession ;

#创建索引
Create index idx_user_pro_age_sta on tb_user(profession , age , status);

#执行分组操作，根据profession字段分组
explain select profession , count(*) from tb_user group by profession ;

#执行分组操作，根据profession字段分组
explain select profession , count(*) from tb_user group by profession , age;

在分组操作中，可以通过索引来提高效率，
分组操作中，索引的使用也是满足最左前缀法则的。

5、limit优化

一个常见又非常头疼得到问题就是limit 2000000,10，此时需要将mysql排序前2000010记录，仅仅返回2000000-2000010的记录，其他记录丢失，查询排序的代价非常大。

优化思路：一般分页查询时，通过创建覆盖索引能够比较好的提高性能，可以通过覆盖索引加子查询的形式进行优化。

explain select s.* from tb_sku t , (select id from tb_sku order by id limit 2000000,10) a where t.id = a.id;

6、count优化

MyISAM引擎把一个表的总行数存在了磁盘上，因此执行count(*)的时候会直接返回这个数，效率很高;（查询count数没有条件，查的是总数）
InnoDB引擎就麻烦了，它执行count(*)的时候，需要把数据一行一行地从引擎里面读出来，然后累积计数。
优化思路：自己计数。
count的几种用法：
- count()是一个聚合函数，对于返回的结果集，一行行地判断，如果count 函数的参数不是NULL，累计值就加1，否则不加，最后返回累计值。
- 用法: count (* ) 、count（主键)、count(字段)、count ( 1)
count（主键）
- InnoDB引擎会遍历整张表，把每一行的主键id值都取出来，返回给服务层。服务层拿到主键后，直接按行进行累加(主键不可能为nul)。
count(字段)
- 没有not null约束: InnoDB引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来，返回给服务层，服务层判断是否为null，不为null，计数累加。有not null约束: InnoDB引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来，返回给服务层，直接按行进行累加.
count(*)
- lnnoDB引擎并不会把全部字段取出来，而是专门做了优化，不取值，服务层直接按行进行累加。

按照效率排序的话，count(字段)<count(主键id)<count(1) ~~ count(*)，所以尽量使用count(**)。

7、update优化

有索引的是行锁，没有索引是表锁。

修改的时候如果是根据索引来修改，增加行锁，如果是根据普通字段修改，增加表锁，前一个事务未提交前，后一个事务的根据索引字段修改无法成功，必须前一个事务提交后一个才能成功。

InnoDB的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁,并且该索引不能失效，否则会从行锁升级为表锁。

所以在修改的时候，根据的修改条件一定要是有索引的。否则并发性能就会降低。

4、视图

1、介绍及语法

介绍：

视图是一种虚拟存在的表。视图中的数据并不在数据库中实际存在，行和列数据来自定义视图的查询中使用的表（基表），并且是在使用视图时动态生成的。

通俗的讲，视图只保存了查询的SQL逻辑，不保存查询结果。所以我们在创建视图的时候，主要的工作就落在创建这条SQL查询语句上。

创建

CREATE [OR REPLACE] VIEW 视图名称[(列名列表)AS SELECT语句「WITH [ CASCADED | LOCAL ] CHECK OPTION]

create or replace view v1 as select empno,ename from emp where empno < 7782 with CASCADED CHECK OPTION;

查询

查看创建视图语句:SHOW CREATE VIEW 视图名称;

查看视图数据:SELECT * FROM 视图名称......;

修改

方式一:（替换）
CREATE [OR REPLACE] VEW 视图名称[(列名列表)]AS SELECT语句 [ WITH [ CASCADED | LOCAL ] CHECK OPTION]

方式二:
ALTER VIEW 视图名称[(列名列表)]AS SELECT语句 [ WITH [ CASCADED|LOCAL] CHECK OPTION]

删除

DROP VIEW [IF EXISTS]视图名称[视图名称]..

2、检查选项（cascaded）

当使用WITH CHECK OPTION子句创建视图时，MySQL会通过视图检查正在更改的每个行，例如插入，更新，删除，以使其符合视图的定义。MySQL允许基于另一个视图创建视图，它还会检查依赖视图中的规则以保持一致性。为了确定检查的范围CASCADED和LOCAL，默认值为CASCADED。

创建第一个视图的时候只指定了条件，没有加with cascaded option ，但是创建第二个视图并且添加了with cascaded option 并且第二个视图是基于第一个视图，那么在插入数据的时候不仅会检查第二个视图条件，也会检查第一个视图的条件。

3、检查选项local

当使用WITH CHECK OPTION子句创建视图时，MySQL会通过视图检查正在更改的每个行，例如插入，更新,
删除，以使其符合视图的定义。MySQL允许基于另一个视图创建视图，它还会检查依赖视图中的规则以保持一致性。为了确定检查的范围，mysql提供了两个选项;CASCADED和LOCAL，默认值为CASCADED。
LOCAL:

用了local这个检查选项后，他就会检查自身，也会向上递归的检查他依赖的视图，但是如果上面的视图没有检查选项，那么就不检查他依赖视图的条件判断。

顾名思义：local就是本地的意思。也就是说他只作用于自己的视图。

4、视图的更新

要使视图可更新，视图中的行与基础表中的行之间必须存在一对一的关系。如果视图包含以下任何一项，则该视图不可更新：

聚合函数或窗口函数(SUM()、MIN()、MAX()、COUNT()等)
DISTINCT
GROUP BY
HAVING
UNION或者UNION ALL

5、作用

简单

视图不仅可以简化用户对数据的理解，也可以简化他们的操作。那些被经常使用的查询可以被定义为视图，从而使得用户不必为以后的操作每次指定全部的条件。
安全

数据库可以授权，但不能授权到数据库特定行和特定的列上。通过视图用户只能查询和修改他们所能见到的数据
数据独立

视图可帮助用户屏蔽真实表结构变化带来的影响。

6、案例

为了保证数据库表的安全性，开发人员在操作tb_user表时，只能看到的用户的基本字段，屏蔽手机号和邮箱两个字段。
```
Create view tb_user_view as select id,name,profession,age,gender,status,createtime from tb_user;  
```

查询每个学生所选修的课程〈三张表联查)，这个功能在很多的业务中都有使用到，为了简化操作，定义一个视图。

create view tb_student_course_view as select s.name student_name,s.no student_no,c.name course_name from student s,course c ,student_course sc where s.id = sc.studentid and c.id = sc.courseid;

5、存储过程

1、介绍

存储过程是事先经过编译并存储在数据库中的一段SQL语句的集合，调用存储过程可以简化应用开发人员的很多工作，减少数据在数据库和应用服务器之间的传输，对于提高数据处理的效率是有好处的。
存储过程思想上很简单，就是数据库SQL语言层面的代码封装与重用。

特点：
- 封装，复用
- 可以接收参数，也可以返回数据
- 减少网络交互，效率提升

2、基本语法

创建

create procedure 存储过程名称([参数列表])
begin 
	-- sql语句
end;

create procedure p1() -- 无参
begin
	select count(*) from student;
end;

调用
```
call 名称([参数]);
call pi();
```

查看

-- 查询指定数据库的存储过程及状态信息
select * from information_schema.routines where routine_schema = '数据库名称';

-- 查询某个存储过程的定义
show Create procedure 存储过程名称;

删除
```
drop procedure [if exists] 存储过程名称;
```
注意：在命令行中，执行创建存储过程的SQL时，需要通过关键字delimiter指定SQL语句的结束符。

delimiter $$ 相当于将结束的；替换为$$

3、系统变量

系统变量是MySQL服务器提供，不是用户定义的，属于服务器层面。

分为全局变量(GLOBAL)、会话变量（session）

查看系统变量

SHOW [ SESSION |GLOBAL ] VARIABLES; -- 查看所有系统变量

SHOW [ SESSION | GLOBAL] VARIABLES LIKE '...';-- 可以通过LIKE模糊匹配方式查找变量

SELECT @@[SESSION | GLOBAL]系统变量名; -- 查看指定变量的值

设置系统变量
```
SET [ SESSION | GLOBAL]系统变量名=值;

SET @@[SESSION | GLOBAL]系统变量名=值;
```
注意：
- 如果没有指定session / global。默认是session，会话变量。
- mysql服务重新启动后，所设置的全局参数会失效，要想不失效，需要修改配置文件。/etc/my.cnf

4、用户定义变量

变量

用户定义变量是用户根据需要自己定义的变量，用户变量不用提前声明，在用的时候直接用“@变量名”使用就可以。其作用域为当前连接。

赋值

set @var_name = expr[,@var_name = expr]...;
set @var_name : expr[,@var_name = expr]...;

select @var_name := expr[,@var_name = expr]...;
select 字段名 into @var_name from 表名;
set @myage = 'itcast';

使用
```
select @var_name;
```
注意：用户定义的变量无需进行初始化或者声明，只不过获取到的值为null;

5、局部变量

局部变量是根据需要定义的在局部生效的变量，访问之前，需要declare声明。可用作存储过程内的局部变量和输入参数，局部变量的范围是在其内声明的BEGIN ...END块。

声明：
```
declare 变量名 变量类型[default...];
```
变量类型就是数据库字段类型

赋值

set 变量名 = 值;
set 变量名 := 值;
select 字段名 into 变量名 from 表名;

6、if判断（含练习）

语法：

if 条件 then
	 ...
elseif 条件2 then 	-- 可选
	...
else				 -- 可选
	...
end if;

练习：根据定义的分数score变量，判定当前分数对应的分数等级。

1.score >=85分，等级为优秀。
2.score >=60分且score <85分，等级为及格。
3.score<60分，等级为不及格。

create procedure p3()
begin
	declare score int default 58;
	declare result varchar(10);
	
	if score >= 85 then
		set result := '优秀';
	elseif score >= 60 then 
		set result := '及格';
	else 
		set result := '不及格';
	end if;
	select result;
end;

call p3();

7、参数(含练习)

用法：

create procedure 存储过程名称 ([in/out/inout 参数名 参数类型])
begin
	-- SQL语句
end;

练习

1.根据传入参数score，判定当前分数对应的分数等级，并返回。
score >=85分，等级为优秀。
score >= 60分且score <85分，等级为及格。
score <60分，等级为不及格。

create procedure p4(in score int,out result varchar(10))
begin
	if score >= 85 then
		set result := '优秀';
	elseif score >= 60 then 
		set result := '及格';
	else 
		set result := '不及格';
	end if;
end;

call p4(68,@result);
select @result;

2.将传入的200分制的分数,进行换算,换算成百分制，然后返回分数 inout。

create procedure p5(inout score double)
begin
	set score := score * 0.5;
end;
set @score = 78;
call p5(@score);
select @score;

8、case（含练习）

语法一：

CASE case_value
	WHEN when_value1 THEN statement_list1
	[WHEN when_value2 THEN statement_list 2] ...
	[ELSE statement_list ]
END CASE;

语法二
```
CASE
	 WHEN search_condition1 THEN statement_list1
	[WHEN search_condition2 THEN statement_list2] ...
	[ELSE statement_list]
END CASE;
```
练习

--根据传入的月份，判定月份所属的季节(（要求采用case结构）。

--1-3月份，为第一季度
--4-6月份，为第二季度

--7-9月份，为第三季度

-- 10-12月份，为第四季度

create procedure p6(in month int) 
begin 
	declare result varchar(10);
	case 
		when month >= 1 and month <= 3 then 
			set result := '第一季度';
		when month >= 4 and month <= 6 then 
			set result := '第二季度';
		when month >= 7 and month <= 9 then 
			set result := '第三季度';
		when month >= 10 and month <= 12 then 
			set result := '第四季度';
		else
			set result := '非法参数';
	end case;
	select concat('您当前输入的月份为：',month,'，该月所属季度为：',result)
end;

call p6(7);

9、循环-while（含练习）

while循环是有条件的循环控制语句。满足条件后，再执行循环体中的SQL语句。具体语法为:

#先判定条件，如果条件为true，则执行逻辑，否则，不执行逻辑
WHILE 条件 DO
	SQL逻辑...
END WHILE;

练习

计算从1累加到n，n为传入的参数值

create procedure p7(in n int)
begin
	declare total int default 0;
	while n > 0 do
		set total := total + n;
		set n := n - 1;
	end while;
	select total;
end;

call p7(10);

10、循环-repeat（含练习）

repeat是有条件的的循环控制语句，当满足条件的时候退出循环，具体语法：

#先执行一次逻辑，然后判定逻辑是否满足，如果满足，则退出。如果不满足，则继续下一次循环
REPEAT
	SQL逻辑...
	UNTIL 条件
END REPEAT;

练习

计算从1累加到n，n为传入的参数值

create procedure p8(in n int)
begin
	declare total int default 0;
	
	repeat
		set total := total + n;
		set n := n - 1;
	until n <= 0
	end repeat;
	
	select total;
end;

call p8(10);

11、循环-loop（含练习）

LOOP实现简单的循环，如果不在SQL逻辑中增加退出循环的条件，可以用其来实现简单的死循环。Loop可以配合以下两个语句使用:.

LEAVE:配合循环使用，退出循环。
ITERATE:必须用在循环中，作用是跳过当前循环剩下的语句，直接进入下一次循环。

[begin_label:] loop
	sql逻辑...
end loop [end_label];

leave label; 	-- 退出指定的标记的循环体
iterate label; 	-- 直接进入下一次循环

练习

1、计算从1累加到n，n为传入的参数值

2、计算从1到n之间的偶数累加的值，n为传入的参数值。

create procedure p9(in n int)
begin
	declare total int default 0;
	
	sum: loop
		if n<= 0 then 
			leave sum;
			
		if n%2=1 then
			set n := n - 1; 
			iterate sum;
		set total := total + n;
		set n := n - 1;
	 n <= 0
	end loop sum;
	
	select total;
end;

call p9(10);

12、游标（含练习）

游标(CURSOR)是用来存储查询结果集的数据类型，在存储过程和函数中可以使用游标对结果集进行循环的处理。游标的使用包括游标的声明、OPEN、FETCH和CLOSE，其语法分别如下。

声明游标

declare 游标名称 cursor for 查询语句;

打开游标
```
open 游标名称;
```

获取游标记录

fetch 游标名称 into 变量[,变量];

关闭游标
```
close 游标名称;
```

练习

根据传入的参数uage，来查询用户表tb_user中，所有的用户年龄小于等于uage的用户姓名(name)和专业profession)，并将用户的姓名和专业插入到所创建的一张新表(id,name,profession)中。

Create procedure p10(in uage int)
begin
	declare uname varchar(100);
	declare upro varchar(100);
	declare u_cursor cursor for select name,profession from tb_user where age <= 		uage;

	drop table if exists tn_user_pro;
	create table if not exists tb_user_pro(
    	id int primary key auto_increment,
      	name varchar(100),
        profession varchar(100)
    );
    
    open u_cursor;
    while true do
    	fetch u_cursor into uname,upro;
    	insert into tb_user_pro values(null,uname,upro);
    end while;
    close u_cursor;
end;

13、条件处理程序-handler

条件处理程序(Handler）可以用来定义在流程控制结构执行过程中遇到问题时相应的处理步骤。具体语法为：

DECLARE handler_action HANDLER FOR condition_value [, condition_value] ... statement ;
handler_action
	CONTINUE:继续执行当前程序
	EXIT:终止执行当前程序
condition_value
	sQLSTATE sqlstate_value:状态码，如02000
	sQLWARNING:所有以01开头的SQLSTATE代码的简写
	NOT FOUND:所有以O2开头的SQLSTATE代码的简写
	SQLEXCEPTION:所有没有被SQLWARNING或 NOT FOUND捕获的SQLSTATE代码的简写

解决上面的问题：

Create procedure p10(in uage int)
begin
	declare uname varchar(100);
	declare upro varchar(100);
	declare u_cursor cursor for select name,profession from tb_user where age <= 		uage;
	declare exit handler for sqlstate '02000' close u_cursor;
	
	drop table if exists tn_user_pro;
	create table if not exists tb_user_pro(
    	id int primary key auto_increment,
      	name varchar(100),
        profession varchar(100)
    );
    
    open u_cursor;
    while true do
    	fetch u_cursor into uname,upro;
    	insert into tb_user_pro values(null,uname,upro);
    end while;
    close u_cursor;
end;

6、存储函数

存储函数是有返回值的存储过程，存储函数的参数只能是IN类型的。具体语法如下:

create function 存储函数名称([参数列表])、
returns type [characteristic...]
begin
	-- SQL语句
	return;
end;

characteristic说明：
deterministic:相同的输入参数总是产生相同的结果
NO SQL:不包含SQL语句。
reads SQL data:包含读取数据的语句，但不包含写入数据的语句。

7、触发器

触发器是与表有关的数据库对象，指在insert/update/delete之前或之后，触发并执行触发器中定义的SQL语句集合。触发器的这种特性可以协助应用在数据库端确保数据的完整性，日志记录，数据校验等操作。
使用别名OLD和NEW来引用触发器中发生变化的记录内容，这与其他的数据库是相似的。现在触发器还只支持行级触发，不支持语句级触发。

语法：

创建：

create trigger trigger_name
before/after insert/update/delete
on tbl_name for each row --行级触发器
begin
	trigger_stmt;
end;

查看：

show triggers;

删除：

drop trigger [schema_name]trigger_name; -- 如果没有指定schema_name，默认为当前数据库

8、锁

介绍：

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。在数据库中，除传统的计算资源（CPU、RAM、I/O）的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。
分类：

MySQL中的锁，按照锁的粒度分为三类：
1. 全局锁：锁定数据库中的所有表
2. 表级锁：每次操作锁住整张表
3. 行级锁：每次操作锁住对应的行数据

1、全局锁

介绍：

全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例就处于只读状态，后续的DML的写语句，DDL语句，已经更新操作的事务提交语句都将被阻塞。
其典型的使用场景是做全库的逻辑备份，对所有的表进行锁定，从而获取一致性视图，保证数据的完整性。

演示

flush tables with read lock;	给数据库增加全局锁

mysqldump -uroot -p1234 itcast > itcast.sql  将itcast数据库备份成SQL文件

unlock tables;		释放全局锁。

特点

数据库中加全局锁，是一个比较重的操作，存在以下问题:
1. 如果在主库上备份，那么在备份期间都不能执行更新，业务基本上就得停摆。
2. 如果在从库上备份，那么在备份期间从库不能执行主库同步过来的二进制日志(binlog)，会导致主从延迟。

在InnoDB引擎中，我们可以在备份时加上参数--single-transaction参数来完成不加锁的一致性数据备份。

mysqldump --single-transaction -uroot -p1234 itcast > itcast.sql

2、表级锁

介绍

表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。应用在MyISAM、InnoDB
分类：
1. 表锁
2. 元数据锁（meta data lock ，MDL）
3. 意向锁

1、表锁

对于表锁，分为两类：

表共享读锁（read lock ）
表独占写锁（write lock ）

语法：

加锁：lock tables 表名... read/write
释放锁：unlock tables / 客户端断开连接。

读锁不会阻塞其他客户端的读，但是会阻塞写。写锁既会阻塞其他客户端的读，又会阻塞其他客户端的写。

2、元数据锁（MDL）

MDL加锁过程是系统自动控制，无需显式使用，在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护表元数据的数据一致性，在表上有活动事务的时候，不可以对元数据进行写入操作。

为了避免DML与DDL冲突，保证读写的正确性。

在MySQL5.5中引入了MDL，当对一张表进行增删改查的时候，加MDL读锁(共享);当对表结构进行变更操作的时候，加MDL写锁(排他)。

查看元数据锁

select object type,object schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks;

3、意向锁

为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在InnoDB中引入了意向锁，使得表锁不用检查每行数据是否加锁，使用意向锁来减少表锁的检查。

DML语句和 for update 会给表加上意向锁，同时也会给索引添加行锁。

意向共享锁（IS）：与表锁共享锁（read）兼容，与表锁排他锁（write）互斥由语句 select ... lock in share mode 添加。
意向排他锁（IX）：与表锁共享锁（read）、表锁排他锁（write）都互斥，意向锁之间不会互斥。

由insert 、 update 、 delete 、 select ... for update 添加

查看意向锁

select object schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode.lock_data from performance_schema.data_locks;

3、行级锁

行级锁，每次操作锁住对应的行数据。锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应用在InnoDB存储引擎中。

InnoDB的数据是基于索引组织的，行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的，而不是对记录加的锁。对于行级锁，主要分为以下三类;

行锁(Record Lock)∶锁定单个行记录的锁，防止其他事务对此行进行update和delete。在RC、RR隔离级别下都支持。
间隙锁（Gap Lock)：锁定索引记录间隙(不含该记录)，确保索引记录间隙不变，防止其他事务在这个间隙进行insert，产生幻读。在RR隔离级别下都支持。
临键锁（Next-Key Lock)∶行锁和间隙锁组合，同时锁住数据，并锁住数据前面的间隙Gap。在RR隔离级别下支持。

1、行锁

InnoDB实现了两种类型的行锁：

共享锁（S）：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排它锁
排他锁（X）：允许获取排它锁的事务更新数据，阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。

演示：

默认情况下，InnoDB在REPEATABLEREAp事务隔离级别运行，InnoDB使用next-key锁进行搜索和索引扫描
以防止幻读。
1. 针对唯一索引进行检索时，对已存在的记录进行等值匹配时，将会自动优化为行锁。
2. InnoDB的行锁是针对于索引加的锁，不通过索引条件检索数据，那么InnoDB将对表中的所有记录加锁，此时就会升级为表锁。

2、间隙锁

默认情况下，InnoDB在REPEATABLE READ事务隔离级别运行，InnoDB使用next-key锁进行搜索和索引扫描，
以防止幻读。
1．索引上的等值查询(唯一索引)，给不存在的记录加锁时,优化为间隙锁。

2．索引上的等值查询(普通索引)，向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，next-key lock退化为间隙锁。

3．索引上的范围查询(唯一索引)--会访问到不满足条件的第一个值为止。

注意:间隙锁唯一目的是防止其他事务插入间隙。间隙锁可以共存，一个事务采用的间隙锁不会阻止另一个事务在同一间隙上采用间隙锁。

9、InnoDB引擎

1、逻辑存储结构

对于InnoDB来说，他的数据，索引啥的都是存放在表空间当中。

表空间 --- > 段 --- > 区 --- > 页 --- > 行

表空间（ibd文件）：一个mysql实例可以对应多个表空间，用于存储记录，索引等数据。

段（segment）：分为数据段、索引段、回滚段，InnoDB是索引组织表，数据段就是B+树的叶子节点，索引段即为B+ 树的非叶子节点。段用来管理多个Extent区。

区（Extent）：表空间的单元结构，每个区的大小为1M，默认情况下，InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区有64个连续的页。

页（Page）：是InnoDB存储磁盘管理的最小单元，每个页的默认大小为16KB。为了保证页的连续性，InnoDB存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。

行（row）：InnoDB存储的数据就是按行进行存放的。

Trx_id：每次对某条记录进行改动时，都会把对应的事务id赋予trx_id隐藏列。

Roll_pointer：每次对某条记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过他来找到该记录修改前的信息。

2、架构

1、内存结构

MySQL5.5版本开始，默认使用InnoDB存储引擎，它擅长事务处理，具有崩溃恢复特性，在日常开发中使用非常广泛。下面是InnoDB架构图，左侧为内存结构，右侧为磁盘结构。

Buffer Pool：缓冲池是主内存中的一个区域，里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据，在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据（若缓冲池没有数据，则从磁盘加载并缓存)，然后再以一定频率刷新到磁盘，从而减少磁盘IO，加快处理速度。

缓冲池以Page页为单位，底层采用链表数据结构管理Page。根据状态，将Page分为三种类型:.

free page:空闲page，未被使用。
clean page:被使用page，数据没有被修改过。
dirty page:脏页，被使用page，数据被修改过，也中数据与磁盘的数据产生了不一致。

Change Buffer:更改缓冲区（针对于非唯一二级索引页)，在执行DML语句时，如果这些数据Page没有在Buffer Pool中，不会直接操作磁盘，而会将数据变更存在更改缓冲区Change Buffer中，在未来数据被读取时，再将数据合并恢复到Buffer Pool中，再将合并后的数据刷新到磁盘中。

Change Buffer的意义是什么?
与聚集索引不同，二级索引通常是非唯一的，并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样，删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页，如果每一次都操作磁盘，会造成大量的磁盘IO。有了ChangeBuffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，减少磁盘IO。

Adaptive Hash Index：自适应hash索引，用于优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询，如果观察到hash索引可以提升速度，则建立hash索引，称之为自适应hash索引。
自适应哈希索引，无需人工干预，是系统根据情况自动完成。

参数: adaptive_hash_index

Log Buffer:日志缓冲区，用来保存要写入到磁盘中的log日志数据(redo log 、 undo log)，默认大小为16MB，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务，增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘I/O。
参数:
innodb_log_buffer_size:缓冲区大小
innodb_flush_log_at_trx_commit:日志刷新到磁盘时机
↑

1:日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘

0:每秒将日志写入并刷新到磁盘一次。

2:日志在每次事务提交后写入,并每秒刷新到磁盘一次。

2、磁盘结构

System Tablespace：系统表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间而不是每个表文件或通用表空间中创建的，它也可能包含表和索引数据。(在MySQL5.x版本中还包含InnoDB数据字典、undolog等)
参数:innodb_data_file_path

File-Per-Table Tablespaces：每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引，并存储在文件系统上的单个数据文件中。
参数:innodb_file_per_table

General Tablespaces：通用表空间，需要通过CREATE TABLESPACE 语法创建通用表空间，在创建表时，可以指定该表空间。

Undo Tablespaces：撤销表空间，MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间（初始大小16M)，用于存储undo log日志。

Temporary Tablespaces：InnoDB使用会话临时表空间和全局临时表空间。存储用户创建的临时表等数据。

Doublewrite Buffer Files：双写缓冲区，innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前，先将数据页写入双写缓冲区文件中，便于系统异常时恢复数据。

Redo Log：重做日志，是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer）以及重做日志文件（redo log),前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中,用于在刷新脏页到磁盘时,发生错误时,进行数据恢复使用。以循环的方式写入重做日志文件：涉及两个文件。ib_logfile0 、 ib_logfile1

3、后台线程

1.Master Thread
核心后台线程，负责调度其他线程，还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中,保持数据的一致性，还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。

2.IO Thread
在InnoDB存储引擎中大量使用了AIO来处理IO请求,这样可以极大地提高数据库的性能，而IOThread主要负责这些IO请求的回调。

show engine innodb status ;

3.Purge Thread
主要用于回收事务已经提交了的undo log，在事务提交之后，undo log可能不用了，就用它来回收。

4.Page Cleaner Thread
协助Master Thread刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻Master Thread的工作压力，减少阻塞。

3、事务原理

1、事务原理-概述

事务

事务是一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有操作作为一个整体一起向系统提交或撤销请求，即这些操作要么同时改动，要么同时失败。
特性（ACID）

2、事务原理-redolog

redo log 实现事务的持久性

重做日志，记录的是事务提交时数据页的物理修改，用来实现事务的持久性。

该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲（redo log buffer）以及重组日志文件（redo log file），前者是在内存中，后者在磁盘中。当事务提交后会把所有修改信息都存到该日志文件中，用于在刷新脏页到磁盘，发生错误时，进行数据恢复使用。

3、事务原理-undolog

undo log 依赖事务的原子性。

回滚日志，用于记录数据被修改前的信息，作用包含两个:提供回滚和MVCC(多版本并发控制)。
undo log和redo log记录物理日志不一样，它是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时，undo log中会记录
一条对应的insert记录，反之亦然，当update一条记录时，它记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时，就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。
Undo log销毁：undo log在事务执行时产生，事务提交时，并不会立即删除undo log，因为这些日志可能还用于MVCC。
Undo log存储：undo log采用段的方式进行管理和记录，存放在前面介绍的 rollback segment 回滚段中，内部包含1024个undo log segment。

4、MVCC

1、基本概念

当前读

读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。对我们日常操作，如：select ... lock in share mode （共享锁），select ... for update 、update 、insert 、delete （排他锁）都是一种当前读。
快照读

简单的select （不加锁）就是快照读，快照读读取的记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读。
- read committed：每次select ，都生成一个快照读。
- repeatable read ：开启事务后第一个select 语句才是快照读的地方。
- serializable ：快照读会退化为当前读。
MVCC

全称（Multi - Version Concurrency Control ），多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现，还需要依赖于数据库记录中的三个隐式字段、undo log 日志、readView。

2、隐藏字段

记录当中的隐藏字段

3、undolog版本链

undo log

回滚日志，在insert! update、delete的时候产生的便于数据回滚的日志。
当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除。
而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，不会立即被删除。
版本链

不用事务或相同事务对同一条记录进行修改时，会导致该记录的undo log 生成一条记录版本链，链表的头部是最新的的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。

4、readview介绍

ReadView(读视图）是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的）id。
ReadView中包含了四个核心字段:

不同的隔离级别，生成ReadView 的时机不同：

read Committed ：在事务中每一次执行快照读时生成ReadView
repeatable read ：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView ，后续复用该ReadView。

5、原理分析（RC）

每一次执行快照读时生成ReadView

6、原理分析（RR）

仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView ，后续复用该ReadView。

10、MYSQL管理

1、系统数据库介绍

2、常用工具

参考黑马MySQL进阶篇最后一节

posted @ 2023-03-15 20:19 戒爱学Java 阅读(17) 评论(0) 编辑收藏举报

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