[别被脱库系列]1 数据库的初恋
此数据库系列，是学习工作中的总结，具体章节系列如下图所示。如果您需要扫盲数据库，突击数据库的面试，那就盘他，盘他！所谓初恋，初次见面，下凡数据库基础。请多多关照！
1 了解sql----长生不老，异常稳定
查看近几年的TIOBE发现了，一直在前十,可见是个老且管用的东西。
了解几个术语：
-
DDL(Data Definition Language)，定义数据库对象。
-
DML:(DATA Manipulation Language)，用来操作和数据库相关记录。
-
DCL:(Data Cnotrol Language)定义访问权限和安全级别。
-
DQL(Data Query Language)。查询记录。
sql大小写规范
-
表名、表别名、字段名、字段别名等可以小写
-
SQL保留字，函数名，绑定变量大写
SELECT name,age FROM student WHERE id="1";
2 为啥要存储数据
我们大部分的系统都会考虑到数据的存储，那么如何更有效地保存好数据，做好数据备份。当我们拥有了数据，可以进行数据挖掘，大数据分析，舆情预测，自然语言处理等等一系列的操作，可见存储数据是多么的重要。这一篇文章对数据库基础知识的扫盲，下一节将是数据存储，数据备份等。另外我需要知道硬盘的处理速度比cpu,内存，网卡都会慢。
3 DBMS是什么
- DB、DBS和DBMS区别
| 全称 | 功能 | |
|---|---|---|
| DBMS | DataBase Management System | 可对多个数据库进行管理 |
| DB | DataBase | 存储树的集合，理解为多个数据表 |
| DBS | DataBase system | 老大哥。包含了数据库管理系统和数据库管理人员DBA |
4 当前主流的DBMS有哪些
5 sql与Nosql
Nosql的timestamp：
1970：Nosql=we have no sql
1980：Nosql=know sql
2000:Nosql=No SQL
2005:Nosql=not only sql
2013:Nosql=No,SQL
键值数据库
通过key-value方式存储，key为唯一表示，优点，查询快，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤，这样可能导致遍历所有的键，消耗大量的计算。所以经常用来作为缓存，比如redis。
文档数据库
管理文档，一个文档相当于一条记录，MongoDB。
搜索引擎
虽然关系型数据库常常通过索引的方式提高检索效率(不一定)，但是对于全文检索却比较低。搜索引擎的优势比如Elasticsearch、Splunk和Solr采用全文搜索，核心原理为倒排索引
列式数据库
相对于行式数据库，将数据按照列存储，这样可以大量降低系统的IO(因为相邻的数据类型一样，方便压缩，自然就会降低IO)，适合分布式文件系统，比如
图数据库
典型的就是网络中的人与人的关系，节点和边关系。
6 Oracle中的sql如何执行的
- 语法检查：检查SQL拼写是否正确。
- 语义检查：检查SQL访问对象是否存在。
- 权限检查：检查用户是否有访问权限。
- 共享池检查：包含了库缓存、数据字典缓冲区等。主要用来缓冲执行计划或者表、视图等对象。
- 优化器：进行硬解析，决定创建解析树和生成执行计划应该怎么做
- 执行器：有了优化器，那么在执行器思考如何被执行
7 mysql中sql如何执行的
- 查询缓存
首先注意，mysql8.0之后已经放弃了这个功能(因为如果数据更新，缓存会情况，如果为动态数据经常更新，这样反而增加SQL查询时间)。缓存通常的理解是一个中间层，如果在中间层存在查询语句就直接返回，如果没有则给解析器处理。
- 解析层
主要进行语法分析和语义分析。
- 优化器
确定SQL语句的执行路径。是根据全表检索还是根据索引。
- 执行器
进行权限检查。
那么mysql和oracle两者执行情况有啥不一样呢
MySql具有多种存储引擎且可以自定义存储引擎，那么有哪些存储引擎，优点缺点是啥？
| 描述 | |
|---|---|
| InnoDB | Mysql5.5以后默认存储引擎，支持事务，行级锁，外键约束 |
| MyISAM | Mysql5.5以前为默认存储引擎，不支持事务和外键，最大特点速度快，占资源少 |
| Memory存储引擎 | 使用系统内存为存储介质，更快的响应速度。 |
| NDB存储引擎 | 用于Mysql Cluster分布式集群环境 |
| Archive存储引擎 | 压缩机制的特点便于文件的归档，常用来做仓库 |
8 如何查看一条sql的资源使用情况
- prifiling是否开启
mysql> select @@profiling;如果为0代表关闭，设置为1表示打开。
- 执行sql查询语句
mysql> select *from student;
- 查看当前所有profiles
show profiles;查看当前会话的profiles
- 查看执行时间show profile
9 DDL
- 创建数据库
创建公众号原创作者数据库
CREATE DATABASE WeChat_Official_Account_Author;
- 创建表结构(注意语句最后；结束，最后一个字段定义结束没有逗号)
创建表 作者名(author_id,author_name且id为递增)
CREATE TABLE authors_name(author_id int(15) NOT NULL AUTO_INCREMENT)，
author_name varchar(255) NOT NULL);
- 添加字段
ALTER TABLE authors_name ADD(age int(12));
- 修改字段名
ALTER TABLE authors_name RENAME_COLUME age to author_age;
- 删除字段
ALTER TABLE author_names DROP COLUME author_age;
10 数据库的常见约束
不成规矩，不成方圆
- 主键约束
唯一标识一条记录，不重复且不能为空(UNIQUE+NOT NULL)。主键可以使是一个字段或者多个字段的组合，一个数据表主键只能有一个
- 外键约束
外键确保表与表之间引用的完整性。外键可以重复也可以为空。
- 唯一性约束
字段在表中可以使唯一的。
- NOT NULL约束
表明字段不应为空，必须有取值。
- CHECK约束
检查特定字段取值范围的有效性
11 常见查询语句
- 查询姓名列
查询单列
SELECT author_name FROM authors_name;
查询所有列
SELECT * FROM authors_name;
- 去除重复行
SELECT DISTICT age FROM authors_name;
- 查询排序
ASC 递增排序，DESC递减排序
SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC;
- 约束返回结果的个数
返回5条数据 LIMIT需要放在最后
SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC LIMIT 5;
- SELECT语句中关键字顺序
关键字的顺序：SELECT.....FROM...WHERE...GROUP BY
- SELECT语句的执行顺序
FROM>WHERE>GROUP BY HAVING>SELECT
- 那么一句sql的执行原理是什么？请看下图。
12 sql运算符
- 比较运算符(不同的DBMS支持的运算符可能不同)
- 逻辑运算符
当WHERE字句中同时出现OR和AND的时候，AND执行优先级会更高。一般来说()优先级最高，其次是AND,然后是OR。
- 通配符过滤
通配符是对文本类型进行模糊哈讯，但是通常是全表扫描，所以效率很低。只有当LIKE后面没有通配符，并对字段进行索引的时候不会进行全表扫描。匹配一部分特殊字符。"LIKE"操作符。
-
通配符匹配之任意字符串出现的任意次数(%)
-
通配符匹配之耽搁字符(_)
13 常见sql函数
提供函数，类似接口，更方便快速的得出想要的结果。
| 描述 | 例子 | |
|---|---|---|
| ABS() | 取绝对值 | SELECT ABS(-5)---5 |
| MOD() | 取余 | SELECT MOD(101,3)---2 |
| ROUND() | 四舍五入为指定的小数位数，如果两个参数，分别为字段名称和小数位数 | SELECT ROUND(38.29,1)--38.3 |
| LENGTH() | 计算字段长度。一个汉字三个字符。 | SELECT LENGTH('小蓝')--6 |
| UPPER() | 字符转大写 | SELECT LOWER('qwe')--QWE |
| LOWER() | 字符转小写 | SELECT LOWER('QWE')--qwe |
| REPLACE() | 替换函数 | SELECT REPLACE('QWE123D','QWE',789)--789123D |
| SUBSTRING() | 截取字符串 | SELECT SUBSTRING('QWE123',1,3)-- |
| CHAR_LENGTH() | 计算机字段的长度，汉字，数字都算一个字符 | SELECT CHAR_LENGTH('小蓝')--2 |
| CONCAT() | 连接字符串 | SELECT CONCAT('XIAOLAN',789)---XIAOLAN789 |
| DATA() | 返回时间的日期 | SELECT DATA('2020-03-13 11:30:20')--2020-03-13 |
| YEAR()/MONTH()/DAY() | 返回时间的年份/月份/天数 | SELECT YEAR(NOW())--2020 |
| HOUR() | 返回时间的小时 | SELECT hour('12:13:14')--12 |
| MINUTE() | 返回时间的分钟 | SELECT MINUTE('12:13:14')--13 |
| SECOND() | 返回时间的秒部 | SELECT SECOND('12:13:14')--14 |
| CURRENT_DATE() | 系统当前日期 | SELECT CURRENT_DATE('2020-03-13 11:30:20')--2020-03-13 |
| CURRENT_TIME() | 系统当前时间，没有具体日期 | SELECT CURRENT_TIME('2020-03-13 11:30:20')--11:30:20 |
| CURRENT_TIMESTAMP() | 日期+时间 | SELECT CURRENT_TIMESTAMP--2020-03-13 11:30:20 |
14 聚集函数
| 描述 | 例子 | |
|---|---|---|
| COUNT() | 总行数,不管某个字段是否为NULL | SELECT COUNT(*) FROM authors_name WHERE age>25 |
| MAX() | 最大值 | SELECT MAX(Age) FROM authors_name |
| MIN() | 最小值 | SELECT MIN(Age) FROM authors_name |
| SUM() | 求和 | SELECT SUM(Age) FROM authors_name |
| AVG() | 平均值 | SELECT AVG(Age) FROM authors_name |
- 数据分组
使用GROUP BY字句进行数据分组。
- HAVING过滤分组和WHERE的区别
WHERE 是用于数据行，而 HAVING 则作用于分组。如果分组完以后需要排序，就在其后增加ORDER BY完成
17 视图
- 什么是视图
视图可以理解为一个中间表(结果集)，咋们叫虚拟表，它主要把我们经常查询的结果存放于中，从而提升使用的效率。本身不具有数据。如下图所示。
- 为什么使用视图
🍼重用SQL语句
🍼使用表的一部分而不是整个表
🍼更改数据格式和表示。
🍼通过授予表的特定访问权限来保护数据，。。
- 如何使用视图
✌️
- 使用视图过滤不想想要的数据
- 更新视图
18 事务处理
要么完全执行，要么不执行。
- A(Atomicity)原子性。不可分割，进行数据处理的基本单位。
- C(Consistency)。在进行事务操作以后，会从一致的状态变为另一种一致的状态。即使事务回滚也不能被破坏。
- I(Isolation)隔离性。事务的独立性。一个事务在提交之前，对其他的事务不可见。
- D(Durability)。通过事务日志保证。即使系统崩溃，通过数据库日志的更新让系统恢复到最后一次成功的更新状态。
19 事务隔离
我们知道当在高并发的情况下，这个时候需要较高的吞吐量，那么采取方式之一就是将原来的串行操作变化为并行。这个时候可以通过降低数据库的隔离标准，来换取事务的并发能力。
讲述相关内容之前，我们先定义一个表如下。
| ID | Age | Name |
|---|---|---|
| 1 | 18 | 小蓝 |
| 2 | 19 | 小林 |
| 3 | 20 | 小旋 |
- 脏读
小蓝今天想去看看数据库内容，并想把朋友小地增加到数据库中，于是操作如下：
SQL> BEGINT:
SQL> INSERT INTO authors value(4,20，"小地");
此时小蓝还没有提交这个事务，小林去访问了这个表(小林去年买了个表，哈哈哈嗝)，于是
SQL>SELECT * FROM authors;
然后得到这个结果:
| ID | Age | Name |
|---|---|---|
| 1 | 18 | 小蓝 |
| 2 | 19 | 小林 |
| 3 | 22 | 小旋 |
| 4 | 20 | 小地 |
结论：小蓝还没有提交事务，小林访问却看到了增加的小地，这就是脏读。
- 不可重复读
小蓝听说小地也在表里，然后想看看是为何人如此牛掰，几岁了？
SQL> SELECT Age FROM authors where Name="小地"
结果如下：
| Age |
|---|
| 20 |
我的天，这么年轻？小蓝试图用个事务去修改其年龄
SQL>BEGIN;
SQL>UPDATE authors SET Age = 25 where Name='小地'
此时小蓝去查询下修改是否成功
SQL>SELECT Age FROM authors where Name='小地'
结果如下：
| Age |
|---|
| 25 |
牛掰，修改成功？那么问题来了，小蓝虽然修改了，但是并没有提交呀，这就是不可重复读，两次查询出现了不同的结果。
- 幻读
今天小旋过来想看看，表里都有哪些小伙伴。
SQL> SELECT *FROM authors;
结果如下：
| ID | Age | Name |
|---|---|---|
| 1 | 18 | 小蓝 |
| 2 | 19 | 小林 |
| 3 | 22 | 小旋 |
| 4 | 20 | 小地 |
这个时候小林遇到个小妹妹，发现其文采还不错，开启个事务将其放入表中。
SQL> BEGIN;
SQL> INSERT INTO authors values(5,'21','小魏')
小林记性太好了，于是还想看看到底有哪些人，
SQL> SELECT * FROM authors;
结果如下
| ID | Age | Name |
|---|---|---|
| 1 | 18 | 小蓝 |
| 2 | 19 | 小林 |
| 3 | 22 | 小旋 |
| 4 | 20 | 小地 |
| 5 | 21 | 小魏 |
啊！小林惊呆了，怎么多了个妹妹！！！这就是幻读！
- 隔离级别
| 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | |
|---|---|---|---|
| 读未提交 | 允许 | 允许 | 允许 |
| 读已提交 | 禁止 | 允许 | 允许 |
| 可重复读 | 禁止 | 禁止 | 允许 |
| 可串行化 | 禁止 | 禁止 | 禁止 |
总结下：
读未提交:
允许脏读，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据
读已提交
只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别 (不重复读)
可重复读
可重复读。在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，InnoDB默认级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，但是还存在幻读
串行读：
全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞.
20 python如何操作oracle
- 插入数据
- 查询数据
21 初探调优
为什么调优，无非就是希望响应更快，吞吐量更大，用户体验更好。
那么怎么获得反馈
- 用户
他们是直接体验者，来的直接。
- 日志汇聚分析,服务器监控，数据库内部监控
通过性能工具进行查看，想起一张图送给大家。
这里是性能指标图
一般从哪几个方面着手数据库调优，总之没有最好，只有更合适。
- 前期DBMS的调研，选择合适业务的DBMS
比如需要有事务处理能力，可以选择mysql的InnoDB。如果采用如果考虑大幅度的降低系统IO，那么可以考虑Nosql中的列式数据库，之前说过列式存储方便使用压缩，但是不适合频繁的增删改。
- 选择合适的缓存比如redis
将经常使用的数据放入缓存中(内存),提升查询效率。
- 库级别的优化
主从架构优化读写策略，具体方法请关注系列篇第二节。
好了，上面的基础部分学习应该差不多了，那么数据库相关的优化，主从架构，读写分离，数据库的分片等都是怎么样的呢？尽请期待后续学习分享，一起成长！
参考资料
《mysql必知必会》
《mysql45讲》
https://blog.csdn.net/gengkui9897/article/details/89294936
《高性能mysql》
