【MySQL】数据库的基础——数据库的介绍、MySQL的介绍和架构、SQL分类、MySQL的基本使用、MySQL的存储引擎

MySQL

1. 数据库的介绍

  数据库（Database，简称DB）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。它是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。

  数据库是一个文件集合，本质就是一个文件系统，它按照特定的格式把数据存储起来，用户可以对存储的数据进行增删改查操作。这些数据可以是数字、文字、图形、图像、声音、语言等，它们被存放在结构化的数据表里，并按一定顺序排列组合。

  数据库具有原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）四个特性。根据数据结构的不同，数据库通常分为关系型数据库（SQL）和非关系型数据库（NoSQL）。 关系型数据库如Oracle、MySQL、SQL Server等，具有易于维护、使用方便、多表复杂操作友好度高等优点，但大批量数据的读写效率较差，表结构固定，灵活度稍欠。非关系型数据库如Redis、MongoDB等，则具有存储数据的格式灵活、速度快效率高、可扩展性强等优点，但不支持或有限支持SQL，数据结构相对复杂，学习和使用的成本高。

  数据库管理系统（DBMS）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。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。 常见的数据库管理系统有MySQL、SQL Server、Oracle和DB2等。

  数据库的发展史可以追溯到最早的通过大量的分类、比较和表格绘制的机器运行数百万穿孔卡片来进行数据的处理，其运行结果在纸上打印出来或者制成新的穿孔卡片。随着计算机的广泛应用，传统的文件系统已经不能满足人们对数据共享的需求，于是能够统一管理和共享数据的数据库管理系统应运而生。

  在生活中，人们可以直接用中文、英文等自然语言描述客观事物，但在计算机中，需要抽象出对这些事物感兴趣的特征，并组成一个记录来描述。例如，在学生档案中，学生信息是由学号、姓名、性别、年龄、籍贯、联系电话等特征组成的，那么这些具体的特征值所构成的一条记录就是一个学生的信息数据。

1.2 主流数据库

  SQL Sever： 微软的产品，.Net程序员的最爱，中大型项目。

  Oracle： 甲骨文产品，适合大型项目，复杂的业务逻辑，并发一般来说不如MySQL。

  MySQL：世界上最受欢迎的数据库，属于甲骨文，并发性好，不适合做复杂的业务。主要用在电商，SNS，论坛。对简单的SQL处理效果好。

  PostgreSQL :加州大学伯克利分校计算机系开发的关系型数据库，不管是私用，商用，还是学术研究使用，可以免费使用，修改和分发。

  SQLite： 是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中。它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。

  H2： 是一个用Java开发的嵌入式数据库，它本身只是一个类库，可以直接嵌入到应用项目中。

2. MySQL的介绍

  MySQL是一个关系型数据库管理系统（RDBMS），由瑞典的MySQL AB公司开发，目前属于Oracle旗下产品。它是最流行的关系型数据库管理系统之一， 特别是在WEB应用方面，MySQL被认为是最好的RDBMS应用软件之一。

  关系型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，这种设计增加了速度并提高了灵活性。 MySQL所使用的SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）是用于访问数据库的最常用标准化语言，这使得用户可以通过编写SQL语句来查询、插入、更新和删除数据库中的数据。

  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，并且开放源代码，MySQL成为了中小型和大型网站开发的首选数据库。此外，MySQL使用C和C++编写，并使用了多种编译器进行测试，保证了源代码的可移植性。同时，它为多种编程语言提供了API，方便开发者在不同的编程环境中使用MySQL。

  MySQL是一个功能强大、易于使用且经济实惠的关系型数据库管理系统，广泛应用于各种规模的网站和应用程序中。

2.1 MySQL架构

  MySQL 是一个可移植的数据库，几乎能在当前所有的操作系统上运行，如 Unix/Linux、Windows、Mac 和 Solaris。 各种系统在底层实现方面各有不同，但是 MySQL 基本上能保证在各个平台上的物理体系结构的一致性。

  MySQL的架构大致可以分为以下几层：

  （1）网络连接层：提供与MySQL服务器建立连接的支持，支持各种主流的服务器编程技术，如Java、C、Python、.NET等，通过各自的API技术与MySQL建立连接。

  （2）服务层：这是MySQL的核心部分，主要包含以下内容：

    1. 连接池：负责存储和管理客户端与数据库的连接，一个线程负责管理一个连接。

    2. 系统管理和控制工具：如备份恢复、安全管理、集群管理等。

    3. SQL接口：用于接受客户端发送的各种SQL命令，并返回用户需要查询的结果，如DML、DDL、存储过程、视图、触发器等。

    4. 解析器：负责将请求的SQL解析生成一个“解析树”，然后根据一些MySQL规则进一步检查解析树是否合法。

    5. 查询优化器：当“解析树”通过解析器语法检查后，将交由优化器将其转化成执行计划，然后与存储引擎交互。

    6. 缓存：包括一系列小缓存，如表缓存、记录缓存、权限缓存、引擎缓存等。 如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。

  （3）存储引擎层：负责MySQL中数据的存储与提取，与底层系统文件进行交互。MySQL存储引擎是插件式的，服务器中的查询执行引擎通过接口与存储引擎进行通信，接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异。常见的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory等。InnoDB是MySQL的默认存储引擎，它支持事务、行锁和外键等功能。

  此外，MySQL的架构中还包括系统文件层，但这一层通常与存储引擎层紧密相关，因为存储引擎需要与底层系统文件进行交互。

2.2 SQL分类

  DDL【Data Definition Language】 数据定义语言，用来维护存储数据的结构，代表指令: create, drop, alter。

  DML【Data Manipulation Language】 数据操纵语言，用来对数据进行操作，代表指令： insert，delete，update。

  DQL【Data Query Language】数据查询语言，用来对数据进行查询操作，代表指令： select。

  DCL【Data Control Language】 数据控制语言，主要负责权限管理，代表指令： grant，revoke，commit。

  TCL【Transaction Control Language】事务控制语言，用于管理数据库事务，代表指令：commit、rollback。

2.3 MySQL的基本使用

连接服务器

mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p

mysql -u root -p

  如果没有写 -h 127.0.0.1 默认是连接本地

  如果没有写 -P 3306 默认是连接3306端口号

查询数据库

  通过show databases;操作，我们可以查看到当前MySQL中所拥有的所有数据库。

show databases;

创建数据库

  通过create databases <数据库的名字>;操作，我们可以创建数据库。

create database database_test;

使用数据库

  如果我们要对数据库进行下一步操作use <数据库的名字>;，我们要先选择使用那一个数据库。

use database_test;

  数据库修改成功。

创建数据库表

  使用create语句进行我们数据库表的创建 create table <数据库表名>( id int, name varchar(32), gender varchar(2) ); 我们建的表中包含了三个数据分别是id、姓名和性别。

  注意SQL语句都是以 ; 结尾的。

> create table person(
-> id int,
-> name varchar(32),
-> gender varchar(2)
-> );

  数据库表创建成功。
  
  

查看数据库表的信息

  输入desc <数据库表的名字>;我们就可以查看到数据库表的基本信息。

desc database_test;

表中插入数据

  向数据库表中插入数据insert into <数据库表名> (id, name, gender) values (1, '张三', '男');注意插入（）中的信息和上面建表一致即可。

insert into student (id, name, gender) values (1, '张三', '男');
insert into student (id, name, gender) values (2, '李四', '女');
insert into student (id, name, gender) values (3, '王五', '男');

  我们同样可以插入部分的数据insert into <数据库表名> (id, name) values (3, '赵六'); 注意前后（）中的内容匹配即可。

insert into person (id, name) values (3, '赵六');

查询表中的数据

  使用select查询数据库表中的数据，select * from <数据库表名>这里的 * 表示所有的数据。

select * from person;

删除数据库表的数据

  delete from <表名> where id=3;delete表示删除操作，操作from来自<表名>的数据，且数据的id为3，因为有两条id=3所以删除了两条信息。如果是 delete from <表名>就表示删除表中全部数据。

delete from person where id=3;

删除数据库

  drop database <数据库名>;drop删除数据库。

drop database database_test;

  database_test就被删除了。

2.4 MySQL存储引擎

  MySQL的存储引擎是数据库底层软件组织，它负责数据的存储、处理和保护。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引技巧、锁级别和事务等功能。MySQL的存储引擎是基于表的，而非数据库。

  MySQL中最常用的存储引擎包括InnoDB和MyISAM。 InnoDB是MySQL 5.5版本之后的默认存储引擎，它支持事务、提供行级锁，每个表的主键不能为空且支持主键自增长，还支持外键完整性约束。

  InnoDB的设计旨在达到处理巨大数据量的最大性能，其CPU效率可能是其他基于磁盘的关系型数据库引擎所无法比拟的。

  MyISAM存储引擎则不支持事务和外键，它使用表级锁来控制并发的读写操作，并支持全文索引。MyISAM引擎强调快速读取操作，因此主要用于高负载的SELECT查询，对于没有事务完整性要求的应用，可以使用MyISAM来创建表。

  除了InnoDB和MyISAM之外，MySQL还支持其他存储引擎，如Memory、Federated、CSV等，每种存储引擎都有其特定的使用场景和优势。

  此外，MySQL的存储引擎是可插拔的，这意味着用户可以根据需要选择和更换存储引擎，以满足不同的应用需求。这种灵活性使得MySQL能够适应各种场景，从简单的个人项目到复杂的企业级应用。

  MySQL的存储引擎是数据库管理系统中的重要组成部分，它负责数据的存储、访问和管理，并提供了多种选择以满足不同的应用需求。

查看存储引擎

show engines\G;

  \G指表示输出格式化，无关字符不进行打印。