【MySQL 保姆级教学】数据库基础（重点）（2）

1. 什么是数据库

1.1 数据库的定义

数据库（Database）是一种按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。通过数据库管理系统（Database Management System, DBMS），用户可以方便地对数据进行创建、查询、更新和删除等操作。数据库的主要目的是有效地存储和管理数据，以便于多个用户或应用程序能够高效、安全地访问和共享数据。
简单的说就是一套给我们提供数据存储的服务的网络程序。

口头上的数据库一般指：在磁盘或者内存中存储特定结构的数据 — 在磁盘上存储的一套数据方案

数据库的主要特征

1. 数据结构化：
   数据库中的数据是以特定的结构组织的，例如表格形式（关系型数据库）、文档形式（NoSQL 数据库）等。这种结构化的方式使得数据更容易管理和查询。
2. 数据独立性：
   数据独立性是指数据的物理存储与逻辑结构之间的分离。这意味着用户可以不必关心数据是如何存储的，只需关注如何使用数据。数据独立性分为物理数据独立性和逻辑数据独立性。
3. 数据共享：
   多个用户或应用程序可以同时访问同一个数据库中的数据，从而实现数据的共享和协作。
4. 数据控制：
   数据库管理系统提供了多种机制来控制数据的访问和操作，包括用户权限管理、事务管理、备份和恢复等，确保数据的安全性和一致性。
5. 数据冗余减少：
   通过数据的集中管理和规范化设计，数据库可以减少数据冗余，提高数据的一致性和完整性。
6. 数据持久性：
   数据库中的数据是持久化的，即使系统关闭或重启，数据也不会丢失。

1.2 mysql 和 mysqld

• 客户端 (mysql)
  定义：mysql 是一个命令行工具，用于连接到 MySQL 服务器并执行 SQL 命令。它是用户与 MySQL 服务器进行交互的主要方式。
  用途：用户通过 mysql 客户端发送 SQL 查询、查看查询结果、管理数据库等。
  使用场景：当你需要手动执行 SQL 语句、查看数据库状态、创建和删除数据库、表等操作时，通常会使用 mysql 客户端。

• 服务器端 (mysqld)
  定义：mysqld 是 MySQL 的数据库服务器进程。它是后台运行的守护进程，负责处理来自客户端的所有请求。
  用途：mysqld 负责管理数据文件、处理查询、执行事务、维护数据的一致性和完整性等。
  使用场景：通常情况下，mysqld 会在系统启动时自动运行，并在后台持续运行，等待客户端的连接请求。

那MySQL数据库是 mysql 还是 mysqld 呢？
我们使用的抖音也有客户端和服务端，好比回答 抖音是客户端还是服务端呢？抖音的客户端和服务端一起工作保证正常使用抖音。

mysql本质：基于C(mysql) S(mysqld)模式的一种网络服务。

既然是一种网络服务，那么会绑定端口号（启动服务器需要使用端口号）

查询端口号：netstat -lntp

1.3 文件和数据库

存储数据用文件就可以了，为什么还要弄个数据库?

文件保存数据有以下几个缺点：

• 文件的安全性问题
• 文件不利于数据查询和管理
• 文件不利于存储海量数据
• 文件在程序中控制不方便

一般的文件确实提供了数据的存储功能，但文件没有提供非常好的数据管理能力（用户角度）

什么是数据管理能力？

比如，给你一个文件，里面包含一万条手机号码，请你找出180开头的所有手机号。普通的文件能快出的找出吗？程序员自己找吗？

数据库作用？

对数据内容存储的一套解决方案，给数据库服务端要求（找出所有180开有的手机号），数据库服务端直接给出结果，不用程序员自己去找。

为了解决上述问题，专家们设计出更加利于管理数据的东西——数据库，它能更有效的管理数据。数据库的水平是衡量一个程序员水平的重要指标。

2. 数据库的分类

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。

数据库的类型

• 关系型数据库（Relational Database）：
  关系型数据库是最常见的数据库类型，数据以表格的形式存储，每个表由行和列组成。常用的 SQL 语言用于查询和管理数据。典型的例子包括 MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server 和 PostgreSQL。
• 非关系型数据库（NoSQL Database）：
  非关系型数据库用于处理大规模、非结构化或半结构化数据。它们通常具有灵活的 schema 设计和水平扩展能力。常见的 NoSQL 数据库包括 MongoDB、Cassandra、Redis 和 DynamoDB。
• 对象关系型数据库（Object-Relational Database）：
  对象关系型数据库结合了关系型数据库和面向对象数据库的特点，支持对象的封装、继承和多态等特性。例如，PostgreSQL 就支持对象关系型特性。
• 层次型数据库（Hierarchical Database）：
• 层次型数据库以树状结构组织数据，每个记录有一个父记录和多个子记录。典型的例子包括 IBM 的 IMS 系统。
• 网络型数据库（Network Database）：
  网络型数据库允许每个记录有多个父记录和多个子记录，形成更为复杂的网状结构。典型的例子包括 IDMS（Integrated Data Management System）。

数据库管理系统（DBMS）

数据库管理系统（Database Management System, DBMS）是用于创建、管理、维护和操作数据库的软件。DBMS 提供了用户与数据库交互的接口，支持数据的定义、查询、更新和管理。常见的 DBMS 包括：

• 关系型数据库管理系统（RDBMS）：如 MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL。
• 非关系型数据库管理系统（NoSQL DBMS）：如 MongoDB、Cassandra、Redis。
• 对象关系型数据库管理系统（ORDBMS）：如 PostgreSQL。
• 层次型数据库管理系统：如 IBM IMS。
• 网络型数据库管理系统：如 IDMS。

数据库的应用

数据库广泛应用于各种领域，包括但不限于：

• 企业信息系统：管理客户关系、供应链、库存等。
• 电子商务：处理订单、支付、物流等。
• 金融系统：管理账户、交易、风险管理等。
• 医疗保健：存储患者记录、医疗影像等。
• 社交媒体：管理用户信息、动态、消息等。
• 物联网：收集和分析传感器数据。

3. 连接数据库

3.1 数据库的安装

保姆级安装教程

3.2 连接服务器（数据库）

1. 命令：mysql -h 8.148.27.113 -P 3306 -u root -p

   说明：

   -h：登录mysql的主机的地址

   -P：mysql在该主机的端口号

   -u：登录mysql的用户名称

   -p：密码（我的mysql没有设置密码，不需要输入）

2. 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，
   在本地主机中有配置文件，可以直接去掉-h和-P

   命令：mysql -u root -P

3. 在mysql服务中退出mysql

   命令：quit

3.3 服务器 数据库 表 三者的关系

• 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：

表是数据逻辑存储结构：行列式结构（二维）

4. 数据库-表 和目录-文件 的关系

使用mysql建立一个数据库，在数据库中建立一张表结构，插入一些数据 ------ 对比一下mysql在linux中是如何表现的

1. 先查询数据库存储在哪个目录

   命令：vim /etc/my.cnf
   
   我的数据的数据库存储在/var/lib/mysql 目录中

2. 进入到该目录
   命令：cd /var/lib/mysql
   查看数据库文件，命令：ls
   
   标记的就是当前的数据库

3. 进入mysql客户端，在mysql中查询数据库

   命令：show databases;
   

4. 观察
   同学们可以观察到 Linux 中标记的目录就是当前 mysql 的数据库的名称

5. 此时我在创建一个study_1 数据库，然后再进入到 /var/lib/mysql 目录并打开，可以看看发生了什么
   
   
   所以，我们在mysql中新建的数据库其实就是在linux中新建一个目录。

6. 我们打开这个数据库的目录
   

7. 在mysql的study_1数据库中创建一个表后再次打开数据库目录
   在mysql的study_1数据库中创建一个表test（不用管命令是什么意思，我们证明的是数据库中的数据是文件）

   （1）创建一个表格
   
   （2）再打开目录后发现有新文件产生
   

8. 我们还可以查看文件的大小

   命令：ls -l study_1

   记住此时文件的大小（标记处是文件的大小）
   

9. 在表中插入数据
   

10. 再次查看文件的大小

    命令：ls -l study_1
    

我们发现，文件的大小没有改变；但并不是没有数据，而是mysql内部的优化造成的。其实，已经把数据存入文件中了。

总结:

1. 建立数据库，本质是在linux中创建一个目录

2. 在数据库中创建表，本质是在linux中创建对应的文件。

这个工作时谁做的呢？

答：mysqld 做的。/var/lib/mysql 中的文件不需要我们来操作，mysqld 自己去操作。

5. MySQL 框架

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。

1. Client Connectors: 连接器层提供了多种语言的接口，例如 JDBC、ODBC、.NET、PHP、Python、Perl 和 C API，用于连接到 MySQL 服务器。应用程序可以通过这些接口发送查询请求，并接收响应结果。

2. MySQL Server: MySQL 服务器是整个系统的中心，负责处理来自客户端的各种请求。它由多个模块组成，如下所示：

   • Services & utilities: 提供备份恢复、安全、复制和分区等功能的服务和实用工具。
   • SQL Interface: 解析和执行 SQL 查询的接口。
   • Connection Pool: 连接池管理、认证和安全性相关的功能。
   • Parser: 分词器、语法分析器和语义分析器，用于解析 SQL 查询。
   • Optimizer: 查询优化器，用于确定最佳查询执行计划。
   • Caches: 包括全局缓存和引擎特定缓存，提高性能。

3. Pluggable Storage Engines: MySQL 支持可插拔式存储引擎，每个引擎都有自己的特性。MyISAM 是一个非事务性引擎，适用于读取密集型应用；InnoDB 则是一个事务性引擎，支持 ACID 事务和外键约束；Federated 引擎将多个 MySQL 实例链接在一起；Archive 引擎适合存储大量数据而不需要频繁更新的应用；Merge 引擎用于合并多个 MyISAM 表；Memory 引擎将数据存储在内存中，速度非常快；Cluster 引擎用于分布式环境；Example 引擎是一个示例引擎，用于演示目的。

4. • File System: MySQL 使用底层文件系统（如 NTFS、ext4、SAN 或 NAS）来存储数据和日志文件。
   • Logs and Files: MySQL 产生的各种日志文件，包括二进制日志（记录所有更改）、错误日志、慢查询日志、一般查询日志、重做日志、回滚日志以及数据和索引文件。

总这张图清晰地展示了 MySQL 服务器如何处理客户端请求，以及不同组件之间的交互关系。客户端通过连接器发送 SQL 请求给 MySQL 服务器，服务器解析请求、优化查询、访问存储引擎并最终将结果返回给客户端。同时，MySQL 也利用缓存、索引和日志机制来提升性能和可靠性。

6. SQL 分类

1. 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

2. 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

3. DML中又单独分了一个DQL，数据查询语言，代表指令： select

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

7. 储存引擎

存储引擎是：数据库管理系统如何存储数据、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。

MySQL的核心就是插件式存储引擎，支持多种存储引擎。

查看存储引擎：
show engines

在Linux中，设置默认存储引擎
命令：vim /etc/my.cnf

我设置的默认存储引擎。