【MySQL 探索者日志 】第二弹 —— 数据库基础

MySQL系列学习笔记：

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1、MySQL服务器，数据库，表关系

**所谓安装数据库服务器，只是在机器上安装了一个数据库管理系统程序，这个管理程序可以管理多 **

**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，一般会在数据库中创建多个表，以保存程序中实体的数据。 **

数据库服务器、数据库和表的关系如下：

Client（客户端）：代表用户或应用程序，是发起数据库操作请求的一方。
MySQL：是一个开源的关系型数据库管理系统，在图中起到接收客户端请求并处理数据库操作的作用。
DB（数据库）：图中有两个数据库，数据库是用于存储和组织数据的容器。
表：每个数据库包含多个表，表是数据库中用于存储数据的结构，由行和列组成。

整体架构描述了客户端通过 MySQL 来访问和操作数据库中的表数据的关系。这种架构在实际的软件开发和数据管理中非常常见，MySQL 作为中间层负责处理客户端的请求，对数据库进行增删改查等操作。

2、MySQL登录连接服务器

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

**注意： **

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。

3、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 架构可以分为几个主要部分：

3.1、Connectors（连接器）

提供了多种编程语言和平台的接口，包括 Native C API、JDBC、ODBC、.NET、PHP、Python、Perl、Ruby 和 VB。这些连接器允许不同的应用程序与 MySQL 数据库进行交互。

3.2、MySQL Server（MySQL 服务器）

这是 MySQL 的核心部分，包含多个子模块：Enterprise Management Services & Utilities（企业管理服务和工具）Backup & Recovery（备份和恢复）：用于数据备份和灾难恢复。

Security（安全）：处理用户认证和权限管理。
Replication（复制）：用于数据复制和集群管理。
Cluster（集群）：支持数据库集群。
Partitioning（分区）：数据分区管理。
Instance Manager（实例管理器）：管理数据库实例。
INFORMATION_SCHEMA（信息架构）：存储数据库元数据。
Administrator Workbench（管理员工作台）：提供数据库管理界面。
Query Browser（查询浏览器）：用于执行 SQL 查询。
Migration Toolkit（迁移工具包）：用于数据库迁移。
Connection Pool（连接池）管理数据库连接，包括认证、线程重用、连接限制、检查内存和缓存。
SQL Interface（SQL 接口）处理 SQL 语句，包括 DDL（数据定义语言）、DML（数据操作语言）、存储过程、视图和触发器等。
Parser（解析器）解析和翻译 SQL 查询。
Optimizer（优化器）确定查询执行的最佳路径，基于统计信息。
Caches & Buffers（缓存和缓冲区）包括全局和引擎特定的缓存和缓冲区。

3.3、Pluggable Storage Engines（可插拔存储引擎）

支持多种存储引擎，包括：MyISAM：适用于读密集型应用。
InnoDB：支持事务处理和行级锁定。
Cluster：用于数据库集群。
Falcon：高性能存储引擎。
Archive：用于存储归档数据。
Federated：支持联邦数据库。
Merge：用于合并表。
Memory：内存存储引擎。
Community：社区开发的存储引擎。
Custom：自定义存储引擎。

3.4、File System（文件系统）

支持多种文件系统，包括 NTFS、NFS、SAN 和 NAS。

3.5、Files & Logs（文件和日志）

处理重做日志（Redo）、撤销日志（Undo）、数据文件、索引文件、二进制文件、错误日志、查询日志和慢查询日志。

4、SQL分类

1. 数据定义语言（DDL ）

Data Definition Language

功能：用于定义和管理数据库对象，如数据库、表、视图、索引等结构。
常见语句create：用于创建数据库、表、视图等对象。例如：create table students (id int, name varchar(255));
alter：用于修改现有数据库对象的结构。例如：alter table students add column age int;
drop：用于删除数据库、表、视图等对象。例如：drop table students;

2. 数据操作语言（DML）

Data Manipulation Language

功能：用于对数据库中的数据进行操作，如插入、更新、删除数据。
常见语句insert：用于向表中插入新的数据行。例如：insert into students (id, name) values (1, 'John');
update：用于更新表中的数据。例如：update students set age = 20 where id = 1;
delete：用于从表中删除数据行。例如：delete from students where id = 1;

3. 数据查询语言（DQL）

Data Query Language

功能：用于从数据库中查询数据。
常见语句select：用于从一个或多个表中检索数据。例如：select * from students;

4. 数据控制语言（DCL）

Data Control Language

功能：用于控制数据库的访问权限和安全级别。
常见语句grant：用于授予用户对数据库对象的权限。例如：grant select on students to 'user1';
revoke：用于撤销用户对数据库对象的权限。例如：revoke select on students from 'user1';

5. 事务控制语言（TCL）

Transaction Control Language

功能：用于管理数据库事务，确保数据的一致性和完整性。
常见语句begin transaction：开始一个事务。
commit：提交一个事务，使事务中的更改永久生效。
rollback：回滚一个事务，撤销事务中的更改。

这些分类帮助用户更好地理解和组织 SQL 语句的使用，以满足不同的数据库操作需求。

5、MySQL存储引擎

5.1、什么是存储引擎

存储引擎是数据库管理系统中用于处理数据存储、检索和更新操作的底层软件组件。以下是关于存储引擎的详细介绍

5.2、存储引擎的功能

5.2.1、数据存储

存储引擎决定了数据在磁盘或内存中的存储方式。

例如，有的存储引擎将数据以文件形式存储在磁盘上，有的则将数据主要存放在内存中。

不同的存储方式会影响数据的存储效率和安全性。例如，内存存储引擎读写速度快，但数据在断电后可能丢失；磁盘存储引擎则相对更安全，但读写速度可能较慢。

5.2.2、数据检索

它实现了不同的数据检索算法和索引结构。

常见的索引结构有 B - 树索引、哈希索引等。
例如，B - 树索引适合范围查询，哈希索引则更适合等值查询。存储引擎根据自身特点选择合适的索引类型来优化数据检索操作，提高查询效率。

5.2.3、数据更新

负责处理数据的插入、修改和删除操作。在处理这些操作时，存储引擎需要考虑数据的一致性和完整性。
例如，在支持事务的存储引擎中，会通过日志和锁机制来确保数据在更新过程中的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID 特性）。

5.1、查看存储引擎：

show engines;

5.2、常见的存储引擎

1. MyISAM

特点：适用于读密集型应用。它的表存储结构简单，数据文件和索引文件是分开存储的。
不支持事务处理，但查询速度较快，特别是对于全表扫描操作。具有表级锁定机制，在并发写入操作较多时可能会出现性能瓶颈。

2. InnoDB

特点：支持事务处理（ACID 特性），能够确保数据的一致性和完整性。
采用行级锁定机制，在高并发环境下性能较好，适合 OLTP（在线事务处理）应用。支持外键约束，能够更好地维护表之间的关系。

3. Cluster

特点：主要用于数据库集群，实现数据的分布式存储和高可用性。通过集群技术，可以在多个节点上存储和处理数据，提高系统的可靠性和扩展性。

4. Falcon

特点：高性能存储引擎，设计目标是提供比 MyISAM 和 InnoDB 更好的性能。虽然它在某些方面有独特优势，但目前已不是 MySQL 的主流存储引擎。

5. Archive

特点：主要用于存储归档数据，适合存储大量历史数据。它只支持插入和查询操作，不支持更新和删除操作，数据压缩比高。

6. Federated

特点：支持联邦数据库，能够访问远程数据库中的数据，如同本地数据库一样。适合分布式数据环境，但在网络不稳定时可能会出现性能问题。

7. Merge

特点：用于合并表，它可以将多个结构相同的 MyISAM 表作为一个表来处理。适合于数据仓库等需要对大量数据进行分区存储的场景。

8. Memory

**特点：数据存储在内存中，因此读写速度非常快，适合临时表和缓存数据。但是，由于数据存储在内存中，一旦 MySQL 服务器重启，数据将丢失。

9.NDB**

特点：这是一种为高可用性和高性能集群环境设计的存储引擎。它采用了分布式、内存中的存储架构，数据被存储在多个节点的内存中，通过网络进行通信和数据同步。这种架构可以提供极高的可用性，因为即使部分节点出现故障，系统仍然可以通过其他节点继续运行。

5.3、存储引擎对比

**存储引擎对比表格： **
特性MyISAMBDBMemoryInnoDBArchiveNDB存储限制无限制无限制有64TB 限制无限制有事务（提交、回滚等）√√√锁粒度表级锁页级锁表级锁行级锁行级锁行级锁MVCC / 快照读√√地理空间支持√√B - 树索引√√√√√哈希索引√全文搜索索引√√√√聚集索引√√数据缓存√√√√√√索引缓存√√√√√√数据压缩√√√√√通过函数加密数据√√√√存储成本（占用空间）低低不适用（内存存储）较高高（压缩存储）低内存成本低低中等（依赖内存大小）高（缓冲池）低高（依赖内存）批量插入速度高高高高低非常高集群数据库支持√复制支持√√√√外键支持√√备份 / 即时恢复√√√√查询缓存支持√√√√数据字典更新统计信息√√√√√√

6、MySQL知识总结

本文涵盖 MySQL 多方面要点。阐述其服务器、数据库和表的架构关联及登录方式，剖析包含连接器、服务器、存储引擎等在内的架构体系及各部分功能，说明 SQL 分类中 DDL、DML 等各类语句用途，重点讲解存储引擎概念、功能与常见类型特点，为理解 MySQL 原理、开展数据库操作与应用开发提供依据，助使用者依需求用好 MySQL 特性以保障运行

如上关于 MySQL的讲解只是我的一些拙见，如有不足之处，还望各位大佬不吝在评论区予以斧正，感激不尽！

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