数据库—认识数据库和mysql

一、数据库管理软件由来

1.前引

如果基于我们之前学习的内容，数据想要永久保存，可以存在文件中，而文件又必须存在一台机器上。

在实际应用中我们会发现有几个问题；

如果我们将数据和程序存放于同一台机器上，意味着这台机器只要出现问题则怎么软件全部会崩溃，这就需要我们将各个组件分布到所台机器。
如果我们将程序和数据分离，程序放在多台机器上，数据放在一台机器上，然后多态机器通过网络去访问机器上的文件，即共享这台机器上的文件，则意味着竞争，会发生数据不安全，需要加锁处理。

根据2的描述，我们必须写一个socket服务端来管理这台机器（数据库服务器）上的文件，然后写一个socket客户端，完成如下功能：

#1.远程连接（支持并发）
#2.打开文件
#3.读写（加锁）
#4.关闭文件

2.mysql数据库

我们在编写任何程序之前，都需要事先写好基于网络操作一台主机上文件的程序（socket服务端与客户端程序），于是有人将此类程序写成一个专门的处理软件，这就是mysql等数据库管理软件的由来；

但是mysql解决的不仅仅是数据共享的问题，还有查询效率，安全性等一系列问题，总之，把程序员从数据管理中解脱出来，专注于自己的程序逻辑的编写。

二、相关概念

1.什么是数据（Data）

描述事物的符号记录称为数据，描述事物的符号既可以是数字，也可以是文字、图片，图像、声音、语言等，数据由多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。

在计算机中描述一个事物，就需要抽取这一事物的典型特征，组成一条记录，就相当于文件里的一行内容，如：

1 egon,male,18,1999,山东,计算机系,2017,oldboy

单纯的一条记录并没有任何意义，如果我们按逗号作为分隔，依次定义各个字段的意思，相当于定义表的标题

1 name,sex,age,birth,born_addr,major,entrance_time,school #字段
2 egon,male,18,1999,山东,计算机系,2017,oldboy #记录

2.什么是数据库（DataBase 简称DB）

数据库即存放数据的仓库，只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定的格式存放的

过去人们将数据存放在文件柜里，现在数据量庞大，已经不再适用。

数据库是长期存放在计算机内、有组织、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

3.什么是数据库管理系统（DataBase Management System 简称DBMS）

了解了Data被DB概念后，如何科学的组织和存储数据，如何高效获取和维护数据成了关键，而数据库管理系统就是帮助我们科学的组织和存储数据，如何高效获取和维护数据的软件。

如MySQL、Oracle、SQLite、Access、MS SQL Server

mysql主要用于大型门户，例如搜狗、新浪等，它主要的优势就是开放源代码，因为开放源代码这个数据库是免费的，他现在是甲骨文公司的产品。
oracle主要用于银行、铁路、飞机场等。该数据库功能强大，软件费用高。也是甲骨文公司的产品。
sql server是微软公司的产品，主要应用于大中型企业，如联想、方正等。

数据库管理员DBA：（DataBase Administrator）

4.数据库服务器、数据管理系统、数据库、表与记录的关系（重点）

记录：1 朱葛 13234567890 22（多个字段的信息组成一条记录，即文件中的一行内容）

表：userinfo,studentinfo,courseinfo（即文件）

数据库：db（即文件夹）

数据库管理系统：如mysql（是一个软件）

数据库服务器：一台计算机（对内存要求比较高）

总结

数据库服务器-：运行数据库管理软件
数据库管理软件：管理-数据库
数据库：即文件夹，用来组织文件/表
表：即文件，用来存放多行内容/多条记录

5.数据库分类：

1.关系型数据库：一行数据的数据之间互相联系，根据任意一个数据可以查找该行所有数据

　　如：sqllite，db2，oracle，access，sql server，MySQL，注意：sql语句通用

2.非关系型数据库：数据存储通过key-value方式存储，必须通过键才能找到该行数据的所有数据信息。

　　如：mongodb，redis，memcache

6.数据库管理技术的发展（了解）

1.人工管理阶段

20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。

当时的硬件水平：外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备

当时的软件状况：没有操作系统，没有管理数据的软件，数据的处理方式是批处理。

人工管理数据具有以下特点：

数据不保存：计算机主要用于科学计算，数据临时用，临时输入，不保存
应用程序管理数据：数据要有应用程序自己管理，应用程序需要处理数据的逻辑+物理结构，开发负担很重
数据不共享：一组数据只对应一个程序，多个程序之间涉及相同数据时，必须各自定义，造成数据大量冗余
数据不具有独立性：数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做出相应的修改，开发负担进一步加大

2.文件系统阶段

20世纪50年代后期到60年代中期

硬件水平：有了磁盘、磁鼓等可直接存取的存储设备

软件水平：有了操作系统，并且操作系统中已经有了专门的数据管理软件，即文件系统；处理方式上不仅有了批处理，而且能够联机实时处理

文件系统管理数据具有以下优点:

数据可以长期保存：计算机大量用于数据处理，因而数据需要长期保存，进行增删改查操作
由文件系统管理数据：文件系统这个软件，把数据组织成相对独立的数据文件，利用按文件名，按记录进行存取。实现了记录内的结构性，但整体无结构。并且程序与数据之间由文件系统提供存取方法进行转换，是应用程序与数据之间有了一定的独立性，程序员可以不必过多考虑物理细节。

文件系统管理数据具有以下缺点：

数据共享性差，冗余度大：一个文件对应一个应用程序，不同应用有相同数据时，也必须建立各自的文件，不能共享相同的数据，造成数据冗余，浪费空间，且相同的数据重复存储，各自管理，容易造成数据不一致性
数据独立性差：一旦数据的逻辑结构改变，必须修改应用程序，修改文件结构的定义。应用程序的改变，也将引起文件的数据结构的改变。因此数据与程序之间缺乏独立性。可见，文件系统仍然是一个不具有弹性的无结构的数据集合，即文件之间是孤立的，不能反映现实世界事物之间的内存联系。

3.数据系统阶段

20世纪60年代后期以来，计算机用于管理的规模越来越大，应用越来越广泛，数据量急剧增长，同时多种应用，多种语言互相覆盖地共享数据结合要求越来越强烈

硬件水平：有了大容量磁盘，硬件架构下降

软件水平：软件价格上升（开发效率必须提升，必须将程序员从数据管理中解放出来），分布式的概念盛行。

数据库系统的特点：

1.数据结构化（如上图odboy_stu）

2.数据共享，冗余度低，易扩充

3.数据独立性高

4.数据由DBMS统一管理和控制

数据的安全性保护
数据的完整性检查
并发控制
数据库恢复

三、认识mysql数据库

1.mysql介绍

MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 旗下产品。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件。

MySQL是一种关系数据库管理系统，关系数据库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。

MySQL所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。

2.下载和安装

mysql为我们提供开源的安装在各个操作系统上的安装包，包括ios，linux，windows。

mysql的安装、启动和基础配置 —— linux版本（https://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/9664401.html）

mysql的安装、启动和基础配置 —— mac版本（https://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/9664401.html）

mysql的安装、启动和基础配置 —— windows版本（https://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/9669675.html）

3.初识sql语句

数据库中我们将数据按照规则存在一个文件中，在设计一种规则可以拼凑组合成我们需要的操作，并通过这些指示在文件中存取数据，这种规则就是SQL

SQL语句

结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL(发音：/ˈes kjuː ˈel/ "S-Q-L")，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语言主要用于存取数据、查询数据、更新数据和管理关系数据库系统,SQL语言由IBM开发。

SQL语言分为3种类型：

DDL语句数据库定义语言：数据库、表、视图、索引、存储过程，例如CREATE DROP ALTER
DML语句数据库操纵语言：插入数据INSERT、删除数据DELETE、更新数据UPDATE、查询数据SELECT
DCL语句数据库控制语言：例如控制用户的访问权限GRANT、REVOKE

常用DCL语句：

DCL语句：
#进入mysql客户端
$mysql
1.mysql> select user();  # 查看当前用户
2.select user from mysql.user;  # 查看当前数据库的所有用户
3.set password = password('123');  # 给当前用户设置密码
4.delete user from mysql.user where user=用户名;  # 删除当前数据库中的某一个用户
5.show databases;  # 查看当前的所有数据库
6.mysql> exit     # 也可以用\q quit退出


# 想要拥有操作权限需要使用管理员root用户登陆，root用户在mysql中相当于管理员用户，其他使用者不应拥有权限最高的管理员用户。
$ mysql -uroot -p   # mysql5.6默认是没有密码的
#遇到password直接按回车键
mysql> set password = password('root'); # 给当前数据库设置密码

# 创建账号
mysql> create user 'eva'@'192.168.10.%' identified by '123';  # 指定网段和密码
mysql> create user 'eva'@'192.168.10.5'   # 指示某机器可以连接
mysql> create user 'eva'@'%'  # 指示所有网段机器都可以连接  
mysql> show grants for 'eva'@'192.168.10.5';  # 查看某个用户的权限 

# 用户远程登陆
$ mysql -uroot -p123 -h 192.168.10.3

# 给账号授权
1.grant right on 数据库名.表名 to 'eva'@'192.168.16.%';
2.grant right on 数据库名.标明 to '用户名'@'192.168.16.%' identified by '密码';  # 给用户授权，如果用户不存在，先创建在授权

# 权利：SELECT INSERT UPDATE DELETE ALL
mysql> grant all on *.* to 'eva'@'%';
mysql> flush privileges;    # 刷新使授权立即生效

数据库帐号相关操作

4.什么是存储引擎

概念

mysql中建立的库===>文件夹

库中建立的表===>文件

存储引擎

数据库中的表有不同的类型，表的类型不同，会对应mysql不同的存取机制，表类型又称为存储引擎。

存储引擎就是如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。

因为在关系数据库中数据的存储是以表的形式存储的，所以存储引擎也可以称为表类型（即存储和操作此表的类型）

在Oracle 和SQL Server等数据库中只有一种存储引擎，所有数据存储管理机制都是一样的。而MySql数据库提供了多种存储引擎。用户可以根据不同的需求为数据表选择不同的存储引擎

mysql中的存储引擎和使用场景

InnoDB

MySql 5.6 版本默认的存储引擎。InnoDB 是一个事务安全的存储引擎，它具备提交、回滚以及崩溃恢复的功能以保护用户数据。InnoDB 的行级别锁定以及 Oracle 风格的一致性无锁读提升了它的多用户并发数以及性能。InnoDB 将用户数据存储在聚集索引中以减少基于主键的普通查询所带来的 I/O 开销。为了保证数据的完整性，InnoDB 还支持外键约束。

MyISAM

MyISAM既不支持事务、也不支持外键、其优势是访问速度快，但是表级别的锁定限制了它在读写负载方面的性能，因此它经常应用于只读或者以读为主的数据场景。

Memory

在内存中存储所有数据，应用于对非关键数据由快速查找的场景。Memory类型的表访问数据非常快，因为它的数据是存放在内存中的，并且默认使用HASH索引，但是一旦服务关闭，表中的数据就会丢失

BLACKHOLE

黑洞存储引擎，类似于 Unix 的 /dev/null，Archive 只接收但却并不保存数据。对这种引擎的表的查询常常返回一个空集。这种表可以应用于 DML 语句需要发送到从服务器，但主服务器并不会保留这种数据的备份的主从配置中。

CSV

它的表真的是以逗号分隔的文本文件。CSV 表允许你以 CSV 格式导入导出数据，以相同的读和写的格式和脚本和应用交互数据。由于 CSV 表没有索引，你最好是在普通操作中将数据放在 InnoDB 表里，只有在导入或导出阶段使用一下 CSV 表。

NDB

(又名 NDBCLUSTER)——这种集群数据引擎尤其适合于需要最高程度的正常运行时间和可用性的应用。注意：NDB 存储引擎在标准 MySql 5.6 版本里并不被支持。目前能够支持

MySql 集群的版本有：基于 MySql 5.1 的 MySQL Cluster NDB 7.1；基于 MySql 5.5 的 MySQL Cluster NDB 7.2；基于 MySql 5.6 的 MySQL Cluster NDB 7.3。同样基于 MySql 5.6 的 MySQL Cluster NDB 7.4 目前正处于研发阶段。

Merge

允许 MySql DBA 或开发者将一系列相同的 MyISAM 表进行分组，并把它们作为一个对象进行引用。适用于超大规模数据场景，如数据仓库。

Federated

提供了从多个物理机上联接不同的 MySql 服务器来创建一个逻辑数据库的能力。适用于分布式或者数据市场的场景。

Example

这种存储引擎用以保存阐明如何开始写新的存储引擎的 MySql 源码的例子。它主要针对于有兴趣的开发人员。这种存储引擎就是一个啥事也不做的 "存根"。你可以使用这种引擎创建表，但是你无法向其保存任何数据，也无法从它们检索任何索引。

各种存储引擎介绍

InnoDB

用于事务处理应用程序，支持外键和行级锁。

如果应用对事物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，还包括很多更新和删除操作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的。

InnoDB除了有效的降低由删除和更新导致的锁定，还可以确保事务的完整提交和回滚，对于类似计费系统或者财务系统等对数据准确要求性比较高的系统都是合适的选择。

MyISAM

不支持事务/行级锁/外键，读写速度相对快

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、并发性要求不高，那么可以选择这个存储引擎。

Memory

读写速度很快

Memory的缺陷是对表的大小有限制，

虽然数据库因为异常终止的话数据可以正常恢复，但是一旦数据库关闭，存储在内存中的数据都会丢失。

存储引擎在mysql中的使用

查看引擎相关语句

MariaDB [(none)]> show engines\G  #查看所有支持的存储引擎
MariaDB [(none)]> show variables like 'storage_engine%'; #查看正在使用的存储引擎

指定存储引擎建表

在建表时指定：

mysql> create table ai(id bigint(12),name varchar(200)) ENGINE=MyISAM; 

mysql> create table country(id int(4),cname varchar(50)) ENGINE=InnoDB;

也可以使用alter table语句，修改一个已经存在的表的存储引擎。

mysql> alter table ai engine = innodb;

配置文件中指定

#my.ini文件
[mysqld]
default-storage-engine=INNODB

mysql工作流程

MySQL架构总共四层，在上图中以虚线作为划分。

首先，最上层的服务并不是MySQL独有的，大多数给予网络的客户端/服务器的工具或者服务都有类似的架构。比如：连接处理、授权认证、安全等。
第二层的架构包括大多数的MySQL的核心服务。包括：查询解析、分析、优化、缓存以及所有的内置函数（例如：日期、时间、数学和加密函数）。同时，所有的跨存储引擎的功能都在这一层实现：存储过程、触发器、视图等。
第三层包含了存储引擎。存储引擎负责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。这些接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异，使得这些差异对上层的查询过程透明化。存储引擎API包含十几个底层函数，用于执行“开始一个事务”等操作。但存储引擎一般不会去解析SQL（InnoDB会解析外键定义，因为其本身没有实现该功能），不同存储引擎之间也不会相互通信，而只是简单的响应上层的服务器请求。
第四层包含了文件系统，所有的表结构和数据以及用户操作的日志最终还是以文件的形式存储在硬盘上。

posted @ 2019-04-23 21:45 ryxiong728 阅读(291) 评论(0) 编辑收藏举报

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