• MySQL基础篇【第六篇】| 存储引擎、事务、索引、视图、DBA命令、数据库设计三范式

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    目录

    一：存储引擎（了解）

    1. 存储引擎的使用

    2. 常见的存储引擎

    二：事务（重要）

    1. 概述

    2. commit 与 rollback

    3.事务的隔离级别

    三：索引 

    四：视图（了解）

    五：DBA命令 （了解）

    1. 数据库的导入导出

    六：数据库设计三范式 （重点）

    一：存储引擎（了解）

    1. 存储引擎的使用

    （1）数据库中的各表均被（在创建表时）指定的存储引擎来处理

    （2）服务器可用的引擎依赖于以下因素：

    ①MySQL的版本

    ②服务器在开发时如何被配置

    ③启动选项

    （3）查看一个表的建表引擎

    建表的时候可以指定存储引擎，也可以指定字符集；mysql默认使用的存储引擎是InnoDB方式，默认采用的字符集是UTF8。

    show create table emp; --查看建表语句

    （4）完整的建表语句
      注意：在MySQL当中，凡是标识符是可以使用 飘号`` 括起来的，最好别用，不通用。

      例如：下面的t_x和id

    1.      CREATE TABLE `t_x` (
    2.          `id` int(11) DEFAULT NULL
    3.       ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

    2. 常见的存储引擎

    （1）什么是存储引擎呢？
    存储引擎这个名字只有在mysql中存在

    Oracle中有对应的机制，但是不叫做存储引擎； Oracle中叫作“表的存储方式”！

    mysql支持很多存储引擎，每一个存储引擎都对应了一种不同的存储方式。
    每一个存储引擎都有自己的优缺点，需要在合适的时机选择合适的存储引擎。
    （2）查看当前mysql支持的存储引擎？

    1. select version();
    2. show engines \G
    3. -- mysql 5.5.36版本支持的存储引擎有9个

    （3）常见的存储引擎 

    1、MyISAM

    MyISAM是mysql最常用的存储引擎，但是这种引擎不是默认的。

    MyISAM这种存储引擎不支持事务！
    MyISAM采用三个文件组织一张表：
    ①xxx.frm（存储格式的文件）
    ②xxx.MYD（存储表中数据的文件）
    ③xxx.MYI（存储表中索引的文件）
    优点：可被压缩，节省存储空间，并且可以转换为只读表，提高检索效率。
    缺点：不支持事务。

    2、InnoDB

    优点：支持事务、行级锁、外键等，这种存储引擎数据的安全得到保障。
    ①表的结构存储在xxx.frm文件中。
    ②数据存储在tablespace这样的表空间中（逻辑概念），无法被压缩，无法转换成只读。
    这种InnoDB存储引擎在MySQL数据库崩溃之后提供自动恢复机制。
    InnoDB支持级联删除和级联更新，删除过更新父表，字表也跟着删除或者更新。

    3、MEMORY

    优点：查询速度最快。

    缺点：不支持事务；数据容易丢失。因为所有数据和索引都是存储在内存当中的，一关机就没。 以前叫做HEPA引擎

    二：事务（重要）

    1. 概述

    （1）什么是事务（Transaction）？

    一个事务是一个完整的业务逻辑单元，不可再分！

    比如：银行账户转账，从A账户向B账户转账10000需要执行两条update语句： 

     以下两条DML语句必须同时成功，或者同时失败，不允许出现一条成功，一条失败；要想保证以上的两条DML语句同时成功或者同时失败，那么就需要使用数据库的“事务机制”。        

    1.    update t_act set balance = balance - 10000 where actno = 'act-001';
    2.    update t_act set balance = balance + 10000 where actno = 'act-002';

    （2）和事务相关的语句只有：DML语句。（insert delete update）
    为什么？因为它们这三个语句都是和数据库表当中的“数据”相关的。事务的存在是为了保证数据的完整性，安全性。

    （3）假设所有的业务都能使用1条DML语句搞定，还需要事务机制吗？
    不需要事务；但实际情况不是这样的，通常一个“事务【业务】”需要多条DML语句共同联合完成。

    （4）事物的原理

    假如一个事，需要先执行一条insert，执行一条update，最后执行一条delete，才算完成。

    开启事物机制：无论是执行insert语句、update、delete，把这个执行记录到数据库的操作历史当中（记录到缓存），并不会向文件保存一条数据，不会真正的修改硬盘上的数据。

    结束事物：提交事物或者回滚事物；提交事务会写到硬盘文件里，让文件真正发生改变；回滚事物，不会写到硬盘文件里，只会清空所有的历史记录；这样就能保持同时成功或者同时失败。

    （5）事务的特性：ACID
    A: 原子性（Atomicity）：事务是最小的工作单元，不可再分。
    C: 一致性（Consistency）：事务必须保证多条DML语句同时成功或者同时失败。
    I：隔离性(Isolation)：事务A与事务B之间具有隔离。
    D：持久性(Durability)：持久性说的是最终数据必须持久化到硬盘文件中，事务才算成功的结束。

    （6）关于事务之间的隔离性
    事务隔离性存在隔离级别，理论上隔离级别包括4个：
    第一级别：读未提交（read uncommitted）
    对方事务还没有提交，我们当前事务可以读取到对方未提交的数据。
    读未提交存在脏读（Dirty Read）现象：表示读到了脏的数据。
    第二级别：读已提交（read committed）
    对方事务提交之后的数据我方可以读取到。
    这种隔离级别解决了: 脏读现象没有了。
    读已提交存在的问题是：不可重复读。
    第三级别：可重复读（repeatable read）
    这种隔离级别解决了：不可重复读问题。
    这种隔离级别存在的问题是：读取到的数据是幻象。
    第四级别：序列化读/串行化读（serializable） 
    解决了所有问题。效率低；需要事务排队。
    oracle数据库默认的隔离级别是：读已提交。
    mysql数据库默认的隔离级别是：可重复读！

    2. commit 与 rollback

    mysql事务默认情况下是自动提交的。
    什么是自动提交？只要执行任意一条DML语句则提交一次。
    怎么关闭自动提交？start transaction（开启事务）。

    （1）准备表

    1. drop table if exists t_user;
    2. create table t_user(
    3.     id int primary key auto_increment,
    4.     username varchar(255)
    5. );

    （2）演示：mysql中的事务是支持自动提交的，只要执行一条DML，则提交一次

    1. insert into t_user (username) values ('zs'); --插入数据
    2. select * from t_user; 
    3. rollback; --已经自动提交，我们回滚，回不去了
    4. select * from t_user; --查询的结果和第一次查询一样

    （3）演示：使用start transaction; 关闭自动提交机制

    1. start transaction; --关闭自动回滚
    2. insert into t_user (username) values ('lisi'); --插入数据
    3. select * from t_user; 
    4. rollback; --已经关闭了自动提交了，可以回滚过去
    5. select * from t_user; -- 回滚到插入上面这条数据之前的状态

     （4）演示：手动提交

    1. start transaction; --上面rollback事物就结束了，要重新关闭
    2. insert into t_user (username) values ('lisi'); --插入数据
    3. select * from t_user; 
    4. commit; --提交
    5. rollback; --提交过后就回滚不过去了
    6. select * from t_user; -- 不能回滚

    3.事务的隔离级别

     （1）演示读未提交（read uncommitted）

    1. -- 登录数据库，设置事务的隔离级别
    2. set global transaction isolation level read uncommitted; --设置事务的全局隔离级别为读未提交
    3. select @@global.tx_isolation; -- 查看事务的全局隔离级别
    4. -- 设置好隔离级别以后，关闭重新登录，开两个窗口
    5. use bjpowernode; -- 使用相同的数据库
    6. start transaction; --都关闭事务自动提交
    7. select * from t_user; --第一个窗口查看当前t_user的数据
    8. insert into t_user (username) values ('ww'); --第二个窗口插入这条数据
    9. -- 注意：此时事务关闭了自动提交
    10. select * from t_user; --第一个窗口再次查看当前t_user的数据，发现能读到未提交的，插入的ww数据

     

    （2）演示读已提交（read committed）

    1. -- 登录数据库，设置事务的隔离级别
    2. set global transaction isolation level read committed; --设置事务的全局隔离级别为读已提交
    3. select @@global.tx_isolation; -- 查看事务的全局隔离级别
    4. -- 设置好隔离级别以后，关闭重新登录，开两个窗口
    5. use bjpowernode; -- 使用相同的数据库
    6. start transaction; --都关闭事务自动提交
    7. select * from t_user; --第一个窗口查看当前t_user的数据
    8. insert into t_user (username) values ('zl'); --第二个窗口插入这条数据
    9. -- 注意：此时事务关闭了自动提交，是自动提交状态
    10. select * from t_user; --第一个窗口再次查看当前t_user的数据，读不到插入的zl数据
    11. commit; --第二个窗口提交
    12. select * from t_user; 第一个窗口再次查看当前t_user的数据，就能读到插入的zl数据

     

    （3）演示可重复读（repeatable read）

    1. -- 登录数据库，设置事务的隔离级别
    2. set global transaction isolation level repeatable read; --设置事务的全局隔离级别为可重复读
    3. select @@global.tx_isolation; -- 查看事务的全局隔离级别
    4.  
    5. -- 设置好隔离级别以后，关闭重新登录，开两个窗口
    6. use bjpowernode; -- 使用相同的数据库
    7. start transaction; --都关闭事务自动提交
    8. select * from t_user; --第一个窗口查看当前t_user的数据
    9. delect from t_user; --第二个窗口删除这个表中的数据
    10. commit; --并提交
    11. select * from t_user; --第一个窗口再次查看当前t_user的数据，还是能查到，可重复读

    （4）演示序列化读/串行化读（serializable）

    1. -- 登录数据库，设置事务的隔离级别
    2. set global transaction isolation level serializable; --设置事务的全局隔离级别为可序列化
    3. select @@global.tx_isolation; -- 查看事务的全局隔离级别
    4.  
    5. -- 设置好隔离级别以后，关闭重新登录，开两个窗口
    6. use bjpowernode; -- 使用相同的数据库
    7. start transaction; --都关闭事务自动提交
    8. select * from t_user; --第一个窗口查看当前t_user的数据，此时为空
    9. insert into t_user (username) values ('gh'); --第一个窗口插入数据，此时不提交
    10. select * from t_user; --第二个窗口再次查看当前t_user的数据，会卡住，等待提交后才能显示
    11. commit; --第一个窗口提交后，第一个窗口立马就能显示数据

    三：索引 

    （1）什么是索引？有什么用？
    索引就相当于一本书的目录，通过目录可以快速的找到对应的资源。在数据库方面，查询一张表的时候有两种检索方式：
    第一种方式：全表扫描
    第二种方式：根据索引检索（效率很高）

    （2）索引为什么可以提高检索效率呢？
    其实索引最根本的原理是缩小了扫描的范围。
    索引虽然可以提高检索效率，但是不能随意的添加索引，因为索引也是数据库当中的对象，也需要数据库不断的维护；是有维护成本的。

    比如：表中的数据经常被修改这样就不适合添加索引，因为数据一旦修改，索引需要重新排序，进行维护。

    添加索引是给某一个字段，或者说某些字段添加索引，例如：

    当ename字段上没有添加索引的时候，以上sql语句会进行全表扫描，扫描ename字段中所有的值。当ename字段上添加索引的时候，以上sql语句会根据索引扫描，快速定位！

     select ename,sal from emp where ename = 'SMITH';

    （3）怎么创建索引对象？怎么删除索引对象？

    创建索引对象：           

    create index 索引名称 on 表名(字段名);

      删除索引对象：            

    drop index 索引名称 on 表名;

    （4）什么时候考虑给字段添加索引
    ①数据量庞大。（根据客户的需求，根据线上的环境）
    ②该字段很少的DML操作。（因为字段进行修改操作，索引也需要维护）
    ③该字段经常出现在where子句中。（经常根据哪个字段查询）

    注意：主键和具有unique约束的字段自动会添加索引；根据主键查询效率较高，尽量根据主键检索。

    （5）查看sql语句的执行计划，explain：       

    1. drop table if exists t_emp;
    2. create table t_emp as select * from emp; --创建一个t_emp表

    没有索引，使用查询语句       

    explain select ename,sal from t_emp where sal = 5000;


      

    给薪资sal字段添加索引：

    1. create index emp_sal_index on t_emp(sal);
    2. explain select ename,sal from t_emp where sal = 5000;


    删除索引，并再次查看

    1. drop index emp_sal_index on t_emp;
    2. explain select ename,sal from t_emp where sal = 5000;

    （6）索引的实现原理
    索引底层采用的数据结构是：B + Tree，通过B Tree缩小扫描范围，底层索引进行了排序，分区，索引会携带数据在表中的“物理地址”，最终通过索引检索到数据之后，获取到关联的物理地址，通过物理地址定位表中的数据，效率是最高的。           

    1. select ename from emp where ename = 'SMITH';
    2. --通过索引转换为：
    3. select ename from emp where 物理地址 = 0x3;

    （7）索引的分类
    单一索引：给单个字段添加索引
    复合索引: 给多个字段联合起来添加1个索引
    主键索引：主键上会自动添加索引
    唯一索引：有unique约束的字段上会自动添加索引
     ....

    （8）索引什么时候失效      

    模糊查询的时候，第一个通配符使用的是%，这个时候索引是失效的。

     select ename from emp where ename like '%A%'; --模糊查询

    四：视图（了解）

    （1）什么是视图
    站在不同的角度去看到数据。（同一张表的数据，通过不同的角度去看待）。
    视图实际上操作的还是原表的内容，不会提高检索效率！

    （2）怎么创建视图？怎么删除视图？ 

    注意：只有DQL查询语句才能以视图对象的方式创建出来         

    1.  create view myview as select empno,ename from emp; --创建视图
    2.  drop view myview; --删除视图

    （3）对视图进行增删改查，会影响到原表数据。（通过视图影响原表数据的，不是直接操作的原表），可以对视图进行CRUD操作。

    （4）面向视图操作

    通过操作视图，可以操作原数据，删除视图myview里的7369那一行数据，我们发现原表t_emp的7369数据也被删除了

    创建视图：

    1. create view myview as select * from t_emp;
    2. select * from myview;

    1. delete from t_emp where empno = 7369;
    2. select * from myview;
    3. select * from t_emp;

        

    （5）视图的作用
    视图可以隐藏表的实现细节。保密级别较高的系统，数据库只对外提供相关的视图，java程序员只对视图对象进行CRUD：Create（增） Retrieve（检索） Update（修改） Delete（删除）

    五：DBA命令 （了解）

    1. 数据库的导入导出

    （1）将数据库当中的数据导出，使用mysqldump命令！

    在windows的dos命令窗口中执行：（导出整个库）            

    1. mysqldump bjpowernode>D:\bjpowernode.sql -uroot -p123
    2. -- 导出整个bjpowernode数据库
    3. -- 注意是退出mysql，在dos命令窗口执行，并且没有分号结尾

    在windows的dos命令窗口中执行：（导出指定数据库当中的指定表）           

    1.  mysqldump bjpowernode emp>D:\bjpowernode.sql -uroot –p123
    2. -- 只导出bjpowernode数据库中的emp表

    （2）导入数据，使用source命令   ！     

    1. mysql -uroot -p123 -- 登录mysql
    2. create database bjpowernode; -- 创建数据库
    3. use bjpowernode; -- 使用数据库
    4. source D:\bjpowernode.sql -- 利用source执行sql脚本导入数据

    六：数据库设计三范式 （重点）

    （1）什么是设计范式
    设计范式就是设计表的依据；按照这个三范式设计的表不会出现数据冗余

    （2）数据库设计三范式

    第一范式：任何一张表都应该有主键，并且每一个字段原子性不可再分

    第二范式：建立在第一范式的基础之上，所有非主键字段完全依赖主键，不能产生部分依赖
    第三范式：建立在第二范式的基础之上，所有非主键字段直接依赖主键，不能产生传递依赖      

    （3）多对多、一对多、一对一   

    第一种情况：多对多；三张表、关系表两个外键         

    1. t_student学生表
    2.             sno(pk)        sname
    3.             ---------------------
    4.             1                张三
    5.             2                李四
    6.             3                王五
    7.  
    8. t_teacher 讲师表
    9.             tno(pk)        tname
    10.             ---------------------
    11.             1                王老师
    12.             2                张老师
    13.             3                李老师
    14.  
    15. t_student_teacher_relation 学生讲师关系表
    16.             id(pk)        sno(fk)        tno(fk)
    17.             ----------------------------------
    18.             1                1                3
    19.             2                1                1
    20.             3                2                2
    21.             4                2                3
    22.             5                3                1
    23.             6                3                3

     第二种情况：一对多，两张表，多的表加外键     

    1. 班级t_class
    2.             cno(pk)            cname
    3.             --------------------------
    4.             1                    班级1
    5.             2                    班级2
    6.  
    7. 学生t_student
    8.             sno(pk)            sname            classno(fk)
    9.             ---------------------------------------------
    10.             101                张1                1
    11.             102                张2                1
    12.             103                张3                2
    13.             104                张4                2
    14.             105                张5                2

    第三种情况：一对一，两种方法：主键共享、外键唯一

    第一种方案：主键共享         

    1. t_user_login  用户登录表
    2.             id(pk)        username            password
    3.             --------------------------------------
    4.             1                zs                    123
    5.             2                ls                    456
    6.  
    7. t_user_detail 用户详细信息表
    8.             id(pk+fk)       realname            tel            
    9.             ------------------------------------------------
    10.             1                张三                1111111111
    11.             2                李四                1111415621
    12. -- id既是主键又是外键，主键表示不唯一、不能重复；
    13. --                  外键表示数据只能来自t_user_login用户登录表的id


    第二种方案：外键唯一      

    1. t_user_login  用户登录表
    2.             id(pk)        username            password
    3.             --------------------------------------
    4.             1                zs                    123
    5.             2                ls                    456
    6.  
    7. t_user_detail 用户详细信息表
    8.             id(pk)       realname            tel           userid(fk+unique)
    9.             -----------------------------------------------------------
    10.             1                张三           1111111111        2
    11.             2                李四           1111415621        1
    12. -- userid是外键并且唯一，外键表示数据来自t_user_login  用户登录表的id
    13. --                      unique表示数据不能重复

    注意：在实际的开发中，以满足客户的需求为主，有的时候会拿冗余换执行速度！

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