02_MySQL体系结构及数据文件介绍

#课程目标

• 了解MySQL的体系结构
• ==了解MySQL常见的日志文件及作用==
• 了解事务的控制语句，提交和回滚
• 能够查看当前数据库的版本和用户
• 了解MySQL数据库如何存放数据
• 能在使用SQL语句==创建、删除数据库==

#一、MySQL的体系结构

##1、客户端(连接者)

• MySQL的客户端可以是==某个客户端软件==

• MySQL的客户端可以是不同的编程语言(PHP/Python等)编写的==应用程序==

• MySQL的客户端还可以是一些==API的接口==

##2、连接池（连接器）

主要作用：管理和缓冲用户连接，为客户端请求做连接处理；身份认证等。

3、SQL处理层

主要作用:接受用户的SQL请求，查询分析，权限处理，优化，结果缓存等。

##4、存储引擎层

• 什么是存储引擎？

1）存储引擎说白了就是==如何管理操作数据==(存储数据、如何更新、查询数据等)的==一种方法和机制==。

2）在MySql数据库中提供了==多种存储引擎，==各个存储引擎的优势各不一样。

3）用户可以根据不同需求为==数据表==选择不同的存储引擎，也可以根据自己需要编写自己的存储引擎。

4）甚至一个库中不同的表使用不同的存储引擎，这些都是允许的。

• 常用的存储引擎有哪些？

  最常用的存储引擎是==InnoDB==和MyISAM

存储引擎	描述
==InnoDB==	==支持==拥有ACID特性==事务==的存储引擎，并且提供行级的锁定，应用相当广泛。 比如OLTP（在线事务处理系统）
MyISAM	查询速度快，有较好的索引优化和数据压缩技术；但不支持事务。 适用于读多写少的应用场景，比如OLAP（在线分析处理系统）
NDB	用于MySQL Cluster的集群存储引擎，提供数据层面的高可用性
MEMORY	存储数据的位置是内存，因此访问速度最快，但是安全上没有保障。 适合于需要快速的访问或临时表。
BLACKHOLE	黑洞存储引擎，写入的任何数据都会消失，应用于主备复制中的分发主库（中继slave）

##5、存储层

核心作用：

用来存储MySQL的==数据文件、日志文件==等==物理==文件。支持各种文件系统，如ext2~ext4，xfs，nas等。

6、MySQL体系结构总结

1. MySQL体系结构分为哪几层？

2. 每一层是如何工作的？

3. MySQL5.5版本以后默认的存储引擎是哪个？有什么特点？

二、MySQL数据库物理文件

##1、常见的日志文件

###㈠ ==错误日志==

作用：存放数据库的启动、停止或运行时的错误信息；

场景：==用于数据库启动排错==。

如何开启？

默认是==开启==的，可以通过修改my.cnf文件自定义，如：

# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
log_error=/path
注意：默认存在在$datadir/hostname.err

㈡ ==二进制日志==

作用：

二进制日志记录==数据库的所有更改==操作（DDL/DML/DCL），不包含select或者show这类语句。

场景：

1. 用于==主从复制==中，master主服务器将二进制日志中的更改操作发送给slave从服务器，从服务器执行这些更改操作是的和主服务器的更改相同。

2. 用于==数据的恢复==操作

如何开启？

默认binlog日志是==关闭==的，可以通过修改配置文件完成开启，如下：

# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
#指定二进制日志存放位置及文件名
log-bin=/path/binlog

如何查看？

二进制日志比较特殊，需要使用==mysqlbinlog==工具查看，如mysqlbinlog 二进制日志文件

㈢ 一般查询日志

作用：当客户端连接或断开时，服务器会将信息写入该日志，并记录从客户端收到的每一条SQL语句。

场景：当==怀疑客户端的错误==并想知道==客户端发送给mysqld的确切信息==时，该日志非常有用。

如何开启？

默认情况下慢查询日志是==关闭==的，可以通过修改配置文件完成开启，如下：

# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
#打开或关闭一般通用日志,0表示关闭；1表示开启
general_log=1
#指定一般查询日志的路径及文件名，默认$datadir/hostname-slow.log
general_log_file=/path/file.log
#定义日志的输出目标
log-output=FILE

说明： log-output参数用于定义一般通用日志和慢查询日志的==输出目标==，即log-output=[value,...]

value=[TABLE|FILE|NONE]，默认值为==FILE==

value	描述
TABLE	表示将日志记录到表中，general_log表或者slow_log表中
FILE	表示将日志记录的文本文件中
NONE	表示不记录到表或者文件

千万注意：

• 如果log-output=NONE，则即使启用了日志，也不会写入条目。

• 如果log-output不等于NONE,但是没有启用日志也不会写入条目。

###㈣ 慢查询日志

作用：慢查询日志记录的是一些==SQL语句==，可用于查找需要很长时间才能执行的查询；

场景：用于找出长时间才能执行的查询语句，并对其进行优化。

但是，检查一个很长的慢查询日志可能成为一项艰巨的任务。为了简化这一过程，可以使用mysqldumpslow命令处理慢查询日志文件，以汇总日志中显示的查询。

如何开启？

默认情况下慢查询日志是==关闭==的，可以通过修改配置文件完成开启，如下：

# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
#打开或关闭慢查询日志,0表示关闭；1表示开启
slow_query_log={1|0}
#指定慢查询日志的路径及文件名，默认$datadir/host_name-slow.log
slow_query_log_file=/path/file_name.log     
#定义日志的输出目标
log-output=FILE
#表示查询语句超过n秒被记录到slow log里，最小值为0，默认值为10   
long_query_time=n

###㈤ 中继日志

作用：记录从(slave)服务器接收来自主(master)服务器的二进制日志.

场景：用于==主从复制==

master主服务器将自己的二进制日志发送给slave从服务器，slave先保存在自己的==中继日志中==，然后再执行自己本地的relay log里的sql达到数据库更改和master保持一致。

如何开启？

默认中继日志==没有开启==，可以通过修改配置文件完成开启，如下：

# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
#指定二进制日志存放位置及文件名
relay-log=/path/xxxx.log

㈥ 常用日志文件小结

日志文件	作用	场景
错误日志
二进制日志
一般查询日志
慢查询日志
中继日志

2、常见的数据文件

数据文件类型	描述
*.frm 文件	1、任何存储引擎，每一个表都会有一个以表名命名的.frm文件。 2、与表相关的==元数据（meta)信息==都存放在此文件中，包括==表结构的定义==信息等
*.MYD文件	1、myisam存储引擎专用，存放myisam表的数据（data) 2、每一个myisam表都会有一个.MYD文件与之呼应，同样存放在所属数据库的目录下
*.MYI文件	1、myisam存储引擎专用，存放myisam表的索引相关信息 2、对于myisam存储引擎来说，可以被缓存(cache)的内容主要就是来源于.MYI文件中。 每一个myisam表对应一个.MYI文件
*.ibd文件和ibdata文件	1、存放innoDB的数据文件（包括索引） 2、innoDB存储引擎有两种表空间方式：独享表空间和共享表空间。 3、独享表空间：使用.ibd文件来存放数据，且每个表一个.ibd文件。 4、共享表空间：使用.ibdata文件，所有表共同使用一个（或多个，自行配置）.ibdata文件。
db.opt文件	此文件在每一个==自建的库==里都会有，记录这个库的默认使用的==字符集和校验规==

#三、MySQL中的SQL语句

##1、什么是SQL？

SQL 是 Structure Query Language(==结构化查询语言==)的缩写,它是使用==关系模型的数据库应== ==用语言==,由 IBM 在 20 世纪 70 年代开发出来,作为 IBM 关系数据库原型 System R 的原型关 系语言,实现了关系数据库中的信息检索。

20 世纪 80 年代初,美国国家标准局(ANSI)开始着手制定 SQL 标准,最早的 ANSI 标准于 1986 年完成,就被叫作 SQL-86。标准的出台使 SQL 作为标准关系数据库语言的地位得到了 加强。SQL 标准目前已几经修改更趋完善。

正是由于 SQL 语言的标准化,所以大多数关系型数据库系统都支持 SQL 语言,它已经发展 成为多种平台进行交互操作的底层会话语言。

##2、SQL语句的分类

• DDL(Data Definition Languages)语句:

  ==数据定义语言==,这些语句定义了不同的数据段、数据库、表、列、索引等数据库对象的定义。常用的语句关键字主要包括 create、drop、alter、rename、truncate。

• DML(Data Manipulation Language)语句:

  ==数据操纵语句==,用于添加、删除、更新和查询数据库记录,并检查数据完整性,常用的语句关键字主要包括 insert、delete、update等。

• DCL(Data Control Language)语句:

  ==数据控制语句==,用于控制不同数据段直接的许可和访问级别的语句。这些语句定义了数据库、表、字段、用户的访问权限和安全级别。主要的语句关键字包括 grant、revoke 等。

• DQL(Data Query Language)语句:

  ==数据查询语句==，用于从一个或多个表中检索信息。主要的语句关键字包括 select

##3、MySQL中如何求帮助

• 亘古不变的官档

  MySQL5.6官方文档

  MySQL5.7官方文档

• man文档

  man文档可以对mysql的一些基本工具及后台命令求帮助，比如：

  [root@db01 ~]# man mysql
  [root@db01 ~]# man mysql_install_db
  [root@db01 ~]# man mysqldump
  [root@db01 ~]# man mysqld

• MySQL的命令行求帮助

  mysql> help;
  mysql> ?
  mysql> help create table;
  ​
  根据内容进行查找帮助
  mysql> ? contentsAccount ManagementAdministrationData DefinitionData ManipulationData TypesFunctionsFunctions and Modifiers for Use with GROUP BYGeographic FeaturesLanguage StructureStorage EnginesStored RoutinesTable MaintenanceTransactionsTriggers寻求账户管理的帮助（一级一级的向内部查）
  mysql> ? Account Management
  mysql> ? CREATE USER

四、MySQL数据库基本操作

##1、常用的一些命令

###㈠ ==事务控制语句==

问：默认情况下MySQL如何提交事务的？ 答：自动提交事务

问：MySQL如何自动提交呢？

答：autocommit变量控制

• 查看autocommit变量值

mysql> show variables like 'autocommit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| autocommit    | ON    |                   
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
说明：autocommit=ON表示自动提交

• 临时关闭自动提交

mysql> set autocommit=OFF;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

• 永久关闭自动提交

修改my.cnf配置文件
vim my.cnf
...
autocommit=0
或者
autocommit=OFF补充：
DDL(数据定义语言)：当执行时，会自动提交上面未提交的事务。create/drop/alter

• 手动控制事务

commit		提交
rollback		回滚

###㈡ 常见函数

查看mysql支持字符加密函数：
select password('123');		
select md5('123');
select sha1('123');			
select encrypt('123');		基本上不用了使用select来调度mysql中的常见函数：
select version();				当前数据库版本
select current_user();		当前用户
select current_time();		当前时间
select current_date();		当前日期
select now();					当前日期时间查看数据库的基本信息
mysql> \s 或者status			
--------------
mysql  Ver 14.14 Distrib 5.6.35, for linux-glibc2.5 (x86_64) using  EditLine wrapperConnection id:		4
Current database:	
Current user:		root@localhost
....

###㈢ 其他常用语句

mysql> use 数据库名;            指定数据库,类似于进入到某个库里进行操作
mysql> show databases;      查看所有数据库
mysql> show schemas;            查看所有数据库
mysql> show tables;         查看所有表
mysql> show variables;      查看变量
mysql> show variables like '%char%';
mysql> show variables like '%data%';
mysql> show engines;            查看存储引擎
​
更改默认字符集为utf8mb4：
临时更改：
mysql> set character_set_database=utf8mb4;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
​
mysql> set character_set_server=utf8mb4;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
​
mysql> show variables like '%char%';
mysql> show variables like 'collation_server';
+------------------+--------------------+
| Variable_name    | Value              |
+------------------+--------------------+
| collation_server | utf8mb4_general_ci |
+------------------+--------------------+
​
永久更改：
vim my.cnf
[mysqld]
...
character_set_server=utf8mb4
collation_server=utf8mb4_general_ci (可省略)

2、MySQL数据库如何存放数据

㈠ MySQL数据库库相关名词

名词	英文
数据库	database
数据表	table
字段	field
记录	record

说明：

1）一个MySQL数据库实例，可以同时创建多个database数据库；

2）一个database数据库可以同时拥有多个table数据表；

3）每个表都有自己的表头信息，如ID、Name、Gender、Addtime，称为field字段

4）每个表可以拥有多个记录，如Tom、King、Kylie、Jennie等个人信息

通过以上信息，我们可以得出，数据记录是如何保存和存储在数据库里的，即：

1）==数据(记录record) —> 数据表(table) —> 数据库(database)==

2）所以，要存放一条记录，那么必须得先有==数据库—>数据表—>数据记录==

㈡ 数据库基本操作

① 创建库(==create database==)

创建db1库
create database db1;
创建db1库并指定默认字符集
create database db1 default charset gbk;
如果存在不报错(if not exists)
create database if not exists db1 default character  set utf8;
说明：不能创建相同名字的数据库！

② 查看创建库的语句(show)

show create database db1;

③ 更改数据库信息(==alter database==)

更改db1库的默认字符集
alter database db1 default character set gbk;
alter database db2 default charset utf8;

④ 删除数据库(==drop database==)

drop database db1;删除db1库