# MySQL_Study **Repository Path**: Navy_Peng/my-sql_-study ## Basic Information - **Project Name**: MySQL_Study - **Description**: No description available - **Primary Language**: Unknown - **License**: MIT - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2024-01-25 - **Last Updated**: 2024-01-25 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # 基础 ## MySQL概述 ### 数据库相关概念 | 名称 | 全称 | 简称 | | :-: | :--- | :-- | | 数据库 | 存储数据的仓库，数据是有组织的进行存储 | DataBase (DB) | | 数据库管理系统 | 操纵和管理数据库的大型软件 | DataBase Management System (DBMS) | | SQL | 操作关系型数据库的编程语言，定义了一套操作关系型数据库统一标准 | Structured Query Language (SQL) | - 主流的关系型数据库管理系统: - Oracle - MySQL - Microsoft SQL Server - PostgreSQL - IBM Dv2 - Microsogt Access - SQLite - ...... ### MySQL数据库 - 下载地址：[https://dev.mysql.com/downloads/windows/installer/8.0.html](https://dev.mysql.com/downloads/windows/installer/8.0.html) - 启动 - `net start mysql80` - 停止 - `net stop mysql80` - 客户端链接 - `mysql [-h 127.0.0.1][-P 3306] -u root -p` - 需配置系统环境 - 数据模型 - 客户端 -> DBMS -> 数据库 -> 表 -> 数据 - 关系型数据库(RDBMS) - 概念：建立在关系模型基础上，由多张相互连接的二维表组成的数据库。 - 特点： - 使用表存储数据，格式统一，便于维护 - 使用SQL语言操作，标准统一，使用方便 ## SQL ### SQL通用语法 - SQL语句可以单行或多行书写，以分号结尾。 - SQL语句可以使用空格/缩进来增强语句的可读性。 - MySQL数据库的SQL语句不区分大小写，关键字建议使用大写。 - 注释： - 单行注释：`-- 注释内容` 或`# 注释内容`(MySQL特有) - 多行注释：`/* 注释内容 */` ### SQL分类 | 分类 | 全称 | 说明 | | :-: | :- | :- | | DDL | Data Definition Language | 数据定义语言,用来定义数据库对象(数据库,表,字段) | | DML | Data Manipulation Language | 数据操作语言,用来对数据库表中的数据进行增删改 | | DQL | Data Query Language | 数据查询语言,用来查询数据库中表的记录 | | DCL | Data Control Language | 数据控制语言，用来创建数据库用户、控制数据库的访问权限 | ### DDL #### 数据类型 - MySQL中的数据类型有很多，主要分为三类： - 数值类型 | 类型 | 大小 | 有符号(SIGNED)范围 | 无符号(UNSIGNED)范围 | 描述 | | :- | :- | :- | :- | :- | | TINYINT | 1 byte | (-128, 127) | (0, 255) | 小整数值 | | SMALLINT | 2 bytes | (-32768, 32767) | (0, 65535) | 大整数值 | | MEDIUMINT | 3 bytes | (-8388608, 8388607) | (0, 16777215) | 大整数值 | | INT或INTEGER |4 bytes | (-2147483648, 2147483647) | (0, 4294967295) | 大整数值 | | BIGINT | 8 bytes | (-2^63, 2^63-1) | (0, 2^64-1) | 极大整数值 | | FLOAT | 4 bytes | (-3.402823466 E+38, 3.402823466351 E+38) | 0和(1.175494351 E-38, 3.402823466 E+38) | 单精度浮点数值 | | DOUBLE | 8 bytes | (-1.7976931348623157 E+308, 1.7976931348623157 E+308) | 0和(2.2250738585072014 E-308, 1.7976931348623157 E+308) | 双精度浮点数值 | | DECIMAL | | 依赖于M(精度)和D(标度)的值 | 依赖于M(精度)和D(标度)的值 | 小数值(精确定点数) | - `age TINYINT UNSIGNED` - `score double(4,1)` - 字符串类型 | 类型 | 大小 | 描述 | | :- | :- | :- | | CHAR | 0-255 bytes | 定长字符串 | | VARCHAR | 0-65535 bytes | 变长字符串 | | TINYBLOB | 0-255 bytes | 不超过255个字符的二进制数据 | | TINYTEXT | 0-255 bytes | 短文本字符串 | | BLOB | 0-65535 bytes | 二进制形式的长文本数据 | | TEXT | 0-65535 bytes | 长文本数据 | | MEDIUMBLOB | 0-16777215 bytes | 二进制形式的中等长度文本数据 | | MEDIUMTEXT | 0-16777215 bytes | 中等长度文本数据 | | LONGBLOB | 0-4294967295 bytes | 二进制形式的极大文本数据 | | LONGTEXT | 0-4294967295 bytes | 极大文本数据 | - 日期时间类型 | 类型 | 大小 | 范围 | 格式 | 描述 | | :- | :-: | :- | :- | :- | | DATE | 3 | 1000-01-01 至9999-12-31 | YYYY-MM-DD | 日期值 | | ΤΙΜΕ | 3 | -838:59:59至838:59:59 | HH:MM:SS | 时间值或持续时间 | | YEAR | 1 | 1901至2155 | YYYY | 年份值 | | DATETIME | 8 | 1000-01-01 00:00:00 至 9999-12-31 23:59:59 | YYYY-MM-DD HH:MM:SS | 混合日期和时间值 | | TIMESTAMP | 4 | 1970-01-01 00:00:01 至 2038-01-19 03:14:07 | YYYY-MM-DD HH:MM:SS | 混合日期和时间值，时间戳 | #### 数据库操作 - 查询 - 查询所有数据库 - `SHOW DATABASES;` - 查询当前数据库 - `SELECT DATABASE();` - 创建 - `CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] 数据库名 [DEFAULT CHARSET 字符集] [COLLATE 排序规则];` ```sql create database if not exists sql_study DEFAULT CHARACTER set UTF8 DEFAULT COLLATE utf8_general_ci; ``` - 删除 - `DROP DATABASE [IF EXISTS] 数据库名;` - 使用 - `USE 数据库名;` #### 表操作 - 查询当前数据库所有表 - `SHOW TABLES;` - 查询表结构 - `DESC 表名;` - 查询指定表的建表语句 - `SHOW CREATE TABLE 表名;` - 创建 ```sql -- 注意：[….]为可选参数，最后一个字段后面没有逗号 CREATE TABLE 表名( 字段1 字段1类型[COMMENT 字段1注释], 字段2 字段2类型[COMMENT 字段2注释], 字段3 字段3类型[COMMENT 字段3注释], ...... 字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释] )[COMMENT 表注释]; ``` ```sql create table th_user ( id int comment '编号', name varchar(50) comment '姓名', age int comment '年龄', gender varchar(1) comment '性别' ) comment '用户表'; ``` ```sql -- 根据需求创建表(设计合理的数据类型、长度) -- 设计一张员工信息表，要求如下： -- 1. 编号（纯数字） -- 2. 员工工号(字符串类型,长度不超过10位) -- 3. 员工姓名(字符串类型,长度不超过10位) -- 4. 性别(男/女，存储一个汉字) -- 5. 年龄(正常人年龄,不可能存储负数) -- 6. 身份证号(二代身份证号均为18位,身份证中有X这样的字符) -- 7. 入职时间（取值年月日即可） create table emp( id int comment '编号', workno varchar(10) comment '工号', name varchar(10) comment '姓名', gender char(1) comment '性别', age TINYINT UNSIGNED comment '年龄', idcard char(18) comment '身份证号', entrydate DATE comment '入职日期' ) COMMENT '员工表'; DESC emp; ``` - 修改 - 添加字段 - `ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 类型(长度) [COMMENT 注释] [约束];` ```sql -- 为emp表增加一个新的字段”昵称”为nickname,类型为varchar(20)。 alter table emp add nickname varchar(20) comment '昵称'; ``` - 修改数据类型 - `ALTER TABLE 表名 MODIFY字段名新数据类型(长度);` - 修改字段名和字段类型 - `ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧字段名 新字段名 类型(长度) [COMMENT 注释] [约束];` ```sql -- 将emp表的nickname字段修改为username，类型为varchar(30) alter table emp change nickname username varchar(30) comment '昵称'; ``` - 删除字段 - `ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;` - 修改表名 - `ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新表名;` - 删除表 - `DROP TABLE [IF EXISTS] 表名;` - 删除指定表，并重新创建该表 - `TRUNCATE TABLE 表名;` ### DML DML英文全称是Data Manipulation Language(数据操作语言),用来对数据库中表的数据记录进行增删改操作。 添加数据(`INSERT`) 修改数据(`UPDATE`) 删除数据(`DELETE`) - DML-添加数据 - 给指定字段添加数据 - `INSERT INTO 表名(字段名1,字段名2,.) VALUES (值1, 值2, ...);` - 给全部字段添加数据 - `INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...);` - 批量添加数据 - `INSERT INTO 表名(字段名1，字段名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...),(值1，值2,...),(值1, 值2, ...);` - `INSERT INTO 表名 VALUES (值1，值2,...), (值1， 值2,..), (值1，值2, ...);` - 注意： - 插入数据时，指定的字段顺序需要与值的顺序是一一对应的。 - 字符串和日期型数据应该包含在引号中。 - 插入的数据大小,应该在字段的规定范围内。 ```SQL show databases ; use test; show tables; insert into user(id, name, age) values (1, 'Navy', 24); select * from user; insert into user values(2, '张无忌', 9999); insert into user values(3, '张三丰', 99999), (4, '韦一笑', 999); ``` - DML-修改数据 - `UPDATE 表名 SET 字段名1 = 值1, 字段名2 = 值2, [WHERE条件];` - 注意： - 修改语句的条件可以有，也可以没有，如果没有条件，则会修改整张表的所有数据。 ```sql update user set name = 'it' where id = 1; update user set name = 'Navy', age = 11 where id = 1; ``` - DML-删除数据 - `DELETE FROM 表名 [WHERE 条件];` - 注意： - DELETE语句的条件可以有,也可以没有,如果没有条件,则会删除整张表的所有数据。 - DELETE 语句不能删除某一个字段的值(可以使用UPDATE)。 ```sql -- 删除 name 为 Navy 的 人 delete from user where name = 'Navy'; -- 删除所有人 delete from user; ``` ### DQL DQL英文全称是Data Query Language(数据查询语言),数据查询语言,用来查询数据库中表的记录。 ```sql -- 准备数据 create table emp( id int comment '编号', workno varchar(10) comment '工号', name varchar(10) comment '姓名', gender char comment '性别', age tinyint unsigned comment '年龄', idcard char(18) comment '身份证号', workaddress varchar(50) comment '工作地址', entrydate date comment '入职时间' ) comment '员工表'; insert into emp(id, workno, name, gender, age, idcard, workaddress, entrydate) value (1, '1', '柳岩', '女', 20, '123456789012345678','北京', '2000-01-01'), (2, '2', '张无忌', '男', 18, '123456789012345670', '北京', '2005-09-01'), (3, '3', '市一笑', '男', 38, '123456789712345670', '上海', '2005-08-01'), (4, '4', '赵敏', '女', 18, '123456757123845670', '北京', '2009-12-01'), (5, '5', '小昭', '女', 16, '123456769012345678', '上海', '2007-07-01'), (6, '6', '杨逍', '男', 28, '12345678931234567X', '北京', '2006-01-01'), (7, '7', '范瑶', '男', 40, '123456789212345670', '北京', '2005-05-01'), (8, '8', '黛绮丝', '女', 38, '123456157123645670', '天津', '2015-05-01'), (9, '9', '范凉凉', '女', 45, '123156789012345678', '北京', '2010-04-01'), (10, '10','陈友谅', '男', 53, '123456789012345670', '上海', '2011-01-01'), (11, '11', '张士诚', '男', 55, '123567897123465670', '江苏', '2015-05-01'), (12, '12', '常遇春', '男', 32, '123446757152345670', '北京', '2004-02-01'), (13, '13', '张三丰', '男', 88, '123656789012345678', '江苏', '2020-11-01'), (14, '14', '灭绝', '女', 65, '123456719012345670', '西安', '2019-05-01'), (15, '15', '胡青牛', '男', 70, '12345674971234567X', '西安', '2018-04-01'), (16, '16', '周芷若', '女', 18, null,'北京','2012-06-01'); ``` - DQL-语法 - 编写顺序 - `SELECT` 字段列表 - `FROM` 表名列表 - `WHERE` 条件列表 - `GROUP BY` 分组字段列表 - `HAVING` 分组后条件列表 - `ORDER BY` 排序字段列表 - `LIMIT` 分页参数 - 执行顺序 - `FROM` 表名列表 - `WHERE` 条件列表 - `GROUP BY` 分组字段列表 - `HAVING` 分组后条件列表 - `SELECT` 字段列表 - `ORDER BY` 排序字段列表 - `LIMIT` 分页参数 - 基本查询 - 查询多个字段 - `SELECT 字段1, 字段2, 字段3, ... FROM表名;`S - `ELECT * FROM 表名;` - 设置别名 - `SELECT 字段1 [AS 别名1], 字段2 [AS 别名2], ... FROM 表名;` - `AS` 可以省略 - 去除重复记录 - `SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名;` ```sql -- 基本查询 -- 1. 查询指定字段 name，workno，age 返回 select name,workno,age from emp; -- 2. 查询所有字段返回 select id, workno, name, gender, age, idcard, workaddress, entrydate from emp; select * from emp; -- 3. 查询所有员工的工作地址，起别名 select workaddress as '工作地址' from emp; select workaddress '工作地址' from emp; -- 4. 查询公司员工的上班地址（不要重复） select distinct workaddress '工作地址' from emp; ``` - 条件查询（`WHERE`） - 语法： - `SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件列表;` - 条件 | 比较运算符 | 功能 | | :- | :- | | > | 大于 | | >= | 大于等于 | | < | 小于 | | <= | 小于等于 | | = | 等于 | | <> 或 != | 不等于 | | BETWEEN ... AND ... | 在某个范围之内(含最小、最大值) | IN(...) | 在in之后的列表中的值，多选一 | | LIKE 占位符 | 模糊匹配（`_`匹配单个字符，`%`匹配任意个字符） | | IS NULL | 是NULL | | 逻辑运算符 | 功能 | | :- | :- | | AND 或 && | 并且（多个条件同时成立） | | OR 或 \|\| | 或者（多个条件任意一个成立） | | NOT 或 ! | 非，不是 | ```sql -- 条件查询 -- 1,查询年龄等于88的员工 select id, workno, name, gender, age, idcard, workaddress, entrydate from emp where age = 88; select * from emp where age = 88; -- 2. 查询年龄小于 20 的员工信息 select * from emp where age < 20; -- 3. 查询年龄小于等于 20 的员工信息 select * from emp where age <= 20; -- 4. 查询没有身份证好的员工信息 select * from emp where idcard is null; -- 5. 查询有身份证号的员工信息 select * from emp where idcard is NOT null; -- 6. 查询年龄不等于 88 的员工信息 select * from emp where age != 88; select * from emp where age <> 88; -- 7. 查询年龄在15岁（包含）到 20岁(包含〕之间的员工信息 select * from emp where age >= 15 and age <= 20; select * from emp where age >= 15 && age <= 20; select * from emp where age between 15 and 20; -- 8. 查询性别为 女 且年龄小于 25岁的员工信息 select * from emp where gender = '女' and age < 25; -- 9. 查询年龄等于18 或 20 或 40 的员工信息 select * from emp where age = 18 || age = 20 || age = 40; select * from emp where age = 18 OR age = 20 || age = 40; select * from emp where age = 18 OR age = 20 OR age = 40; select * from emp where age in(18,20,40); -- 10. 查询姓名为两个字的员工信息 select * from emp where name like '__'; -- 11. 查询姓名为三个字的员工信息 select * from emp where name like '___'; -- 12. 查询身份证号最后一位是X的员工信息 select * from emp where idcard like '%X'; select * from emp where idcard like '_________________X'; -- 十七个下划线 ``` - 聚合函数（`count、max、min、avg、sum`） - 将一列数据作为一个整体，进行纵向计算。 - 语法 - `SELECT 聚合函数(字段列表) FROM 表名;` - 注意: - null值不参与所有聚合函数运算。 - 常见聚合函数: | 函数 | 功能 | | :- | :- | | count | 统计数量 | | max | 最大值 | | min | 最小值 | | avg | 平均值 | | sum | 求和 | ```sql -- 聚合函数 -- 1. 统计该企业员工数量 select count(*) from emp; select count(id) from emp; -- 2.统计该企业员工的平均年龄 select avg(age) from emp; -- 3. 统计该企业员工的最大年龄 select max(age) from emp; -- 4.统计该企业员工的最小年龄 select min(age) from emp; -- 5. 统计西安地区员工的年龄之和 select sum(age) from emp where workaddress = '西安'; ``` - 分组查询（`GROUP BY`） - 语法: - `SELECT 字段列表 FROM 表名 [WHERE 条件] GROUP BY 分组字段名 [HAVING 分组后过滤条件];` - where与having区别: - 执行时机不同: where是分组之前进行过滤,不满足where条件,不参与分组;而having是分组之后对结果进行过滤。 - 判断条件不同: where不能对聚合函数进行判断,而having可以。 - 注意: - 执行顺序: where > 聚合函数 > having - 分组之后，查询的字段一般为聚合函数和分组字段，查询其他字段无任何意义。 ```sql -- 分组查询 -- 1. 根据性别分组 ，统计男性员工 和 女性员工的数量 select gender, count(*) from emp group by gender; -- 2. 根据性别分组 ，统计男性员工 和 女性员工的平均年龄 select gender, avg(age) from emp group by gender; -- 3. 查询年龄小于45的员工 ，并根据工作地址分组 ，获取员工数量大于等于3的工作地址 select workaddress, count(*) from emp where gender < 45 group by workaddress ; select workaddress, count(*) from emp where gender < 45 group by workaddress having count(*) >= 3; select workaddress, count(*) address_count from emp where gender < 45 group by workaddress having address_count >= 3; ``` - 排序查询（`ORDER BY`） - 语法: - `SELECT 字段列表 FROM 表名 ORDER BY 字段1 排序方式1, 字段2 排序方式2;` - 排序方式 - ASC：升序（默认值） - DESC：降序 - 注意： - 如果是多字段排序，当第一个字段值相同时，才会根据第二个字段进行排序。 ```sql -- 排序查询 -- 1. 根据年龄对公司的员工进行开序排序 select * from emp order by age asc; select * from emp order by age desc; select * from emp ORDER BY age; -- 2. 根据入职时间，对员工进行降序排序 select * from emp order by entrydate desc; -- 3. 根据年龄对公司的员工进行升序排序 ，年龄相同 ， 再按照入职时问进行降序排序 select * from emp order by age,entrydate desc; ``` - 分页查询（`LIMIT`） - 语法: - `SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引,查询记录数;` - 注意: - 起始索引从0开始，起始索引 = (查询页码-1) * 每页显示记录数。 - 分页查询是数据库的方言，不同的数据库有不同的实现，MySQL中是LIMIT。 - 如果查询的是第一页数据，起始索引可以省略，直接简写为 `limit 10`。 ```sql -- 分页查询 -- 1. 查询第1页员工数据，每页展示10条记录 select * from emp limit 0,10; select * from emp limit 10; -- 2. 查询第2页员工数据，每页展示10条记录 select * from emp limit 10,10; ``` ```sql -- --------DQL 语句练习--------- -- 1. 查询年龄为20,21,22,23岁的员工信息。 select * from emp where age in(20,21,22,23); select * from emp where age between 20 and 23; -- 2. 查询性别为 男，并且年龄在 20-40 岁(含)以内的姓名为三个字的员工。 select * from emp where gender = '男' && age between 20 and 40 && name like '___'; -- 3. 统计员工表中,年龄小于60岁的,男性员工和女性员工的人数。 select gender, count(*) from emp where age < 60 group by gender; -- 4. 查询所有年龄小于等于35岁员工的姓名和年龄，并对查询结果按年龄升序排序，如果年龄相同按入职时间降序排序。 select name, age from emp where age <= 35 order by age, entrydate desc; -- 5.查询性别为男，且年龄在20-40岁(含)以内的前5个员工信息，对查询的结果按年龄升序排序，年龄相同按入职时间升序排序。 select * from emp where gender = '男' && age between 20 and 40 order by age asc , entrydate asc limit 5; ``` ### DCL DCL英文全称是Data Control Language(数据控制语言)，用来管理数据库 用户、控制数据库的访问 权限。 - 管理用户 - 查询用户 ```sql USE mysql; SELECT * FROM user; ``` - 创建用户 - `CREATE USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED BY '密码';` - 修改用户密码 - `ALTER USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '新密码';` - 删除用户 - `DROP USER '用户名'@'主机名';` - 注意： - 主机名可以使用% 通配。 - 这类SQL开发人员操作的比较少,主要是DBA (Database Administrator数据库管理员)使用。 ```sql -- 创建用户 itcast 只能够在当前主机localhost访问，密码123456; create user 'itcast'@'localhost' identified by '123456'; -- 创建用户 heima ，可以在任意主机访问该数据库，密码123456 create user 'heima'@'%' identified by '123456'; -- 修改用户 heima 的访问密码为 1234 ; alter user 'heima'@'%' identified with mysql_native_password by '234567'; -- 刪除itcast@localhost用户 drop user 'itcast'@'localhost'; ``` - 权限控制 - MySQL中定义了很多种权限，但是常用的就以下几种： | 权限 | 说明 | | :- | :- | | ALL, ALL PRIVILEGES | 所有权限 | | SELECT | 查询数据 | | INSERT | 插入数据 | | UPDATE | 修改数据 | | DELETE | 删除数据 | | ALTER | 修改表 | | DROP | 删除数据库/表/视图 | | CREATE | 创建数据库/表 | - 更多权限描述及含义，参考官网： [https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/privileges-provided.html](https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/privileges-provided.html) - 查询权限 - `SHOW GRANTS FOR '用户名'@'主机名';` - 授予权限 - `GRANT 权限列表 ON 数据库名.表名 TO '用户名'@'主机名';` - 撤销权限 - `REVOKE 权限列表 ON 数据库名.表名 FROM '用户名'@'主机名';` - 注意： - 多个权限之间，使用逗号分隔 - 授权时，数据库名和表名可以使用*进行通配，代表所有。 ```sql -- 查询权限 show grants for 'heima'@'%'; -- 授予权限 grant all on mysql.user to 'heima'@'%'; -- 撤销权限 revoke all on mysql.user from 'heima'@'%'; ``` ## 函数 函数 是指一段可以直接被另一段程序调用的程序或代码。 ### 字符串函数 MySQL中内置了很多字符串函数，常用的几个如下： | 函数 | 功能 | | :- | :- | | CONCAT(S1,S2,...Sn) | 字符串拼接，将S1，S2，...Sn拼接成一个字符串 | LOWER(str) | 将字符串str全部转为小写 | | UPPER(str) | 将字符串str全部转为大写 | | LPAD(str,n,pad) | 左填充，用字符串pad对str的左边进行填充，达到n个字符串长度 | | RPAD(str,n,pad) | 右填充，用字符串pad对str的右边进行填充，达到n个字符串长度 | | TRIM(str) | 去掉字符串头部和尾部的空格 | | SUBSTRING(str,start,len) | 返回从字符串str从start位置起的len个长度的字符串 | ```sql select concat('hello ','MySQL'); -- hello MySQL select lower('Hello'); -- hello select upper('Word!'); -- WORD! select lpad('01',5,'-'); -- ---01 select rpad('01',5,'-'); -- 01--- select trim(' Hello Word '); -- Hello Word select substring('Hello Word', 1, 5); -- Hello -- 1. 由于业务需求变更，企业员工的工号，统一为5位数，目前不足5位数的全部在前面补日。比如： 1 号员工的工号应该为00001 update emp set workno = lpad(workno, 5, '0'); ``` ### 数值函数 常见的数值函数如下： | 函数 | 功能 | | :- | :- | | CEIL(×) | 向上取整 | | FLOOR(×) | 向下取整 | | MOD(×,y) | 返回x/y的模 | | RAND() | 返回0~1内的随机数 | | ROUND(x,y) | 求参数x的四舍五入的值，保留y位小数 | ```sql select ceil(1.5); -- 2 select ceil(1.01); -- 2 select ceil(-0.001); -- 0 select floor(1.9); -- 1 select floor(-1.1); -- -2 select mod(3, 4); -- 3 select mod(5, 4); -- 1 select mod(-3, 4); -- -3 select rand(); -- 随机小数 0~1之间 不包含0和1 select round(1.32343412, 4); -- 1.3234 -- 案例：通过数据库的函数，生成一个六位数的随机验证码。 select lpad(round(rand(),6)*1000000, 6, '0'); select substring(rand(),3,6); ``` ### 日期函数 常见的日期函数如下： | 函数 | 功能 | | :- | :- | | CURDATE() | 返回当前日期 | | CURTIME() | 返回当前时间 | | NOW() | 返回当前日期和时间 | | YEAR(date) | 获取指定date的年份 | | MONTH(date) | 获取指定date的月份 | | DAY(date) | 获取指定date的日期 | | DATE_ADD(date, INTERVAL expr type) | 返回一个日期/时间值加上一个时间间隔expr后的时间值 | | DATEDIFF(date1,date2) | 返回起始时间date1 和 结束时间date2之间的天数 | ```sql select curdate(); -- 2023-12-15 select curtime(); -- 11:31:18 select now(); -- 2023-12-15 11:31:30 select year(now()); -- 2023 select month(now()); -- 12 select day(now()); -- 15 select date_add(now(),INTERVAL 70 DAY ); -- 2024-02-23 11:51:21 select date_add(now(),INTERVAL 80 MONTH ); -- 2030-08-15 11:52:08 select date_add(now(),INTERVAL 90 year); -- 2113-12-15 11:52:36 select datediff('2023-1-1','2029-12-12'); -- -2537 select datediff('2033-3-3','2020-12-1'); -- 4475 -- 查询所有员工的入职天数，并根据入职天数倒序排序。 select name, datediff(curdate(),entrydate) as 'entrydays' from emp order by entrydays; ``` ### 流程函数 流程函数也是很常用的一类函数，可以在SQL语句中实现条件筛选，从而提高语句的效率。 | 函数 | 功能 | | :- | :- | | IF(value, t, f) | 如果value为true，则返回t，否则返回f | | IFNULL(value1, value2) | 如果value1不为空，返回value1，否则返回value2 | | CASE WHEN [val1] THEN [res1] ... ELSE [ default] END | 如果val1为true，返回res1, …否则返回default | | 默认值CASE[expr] WHEN [val1] THEN [res1] ... ELSE[default] END | 如果expr的值等于val1，返回res1,….. 否则返回default默认值 | ```sql select if(true, 'OK', 'Error'); -- OK select ifnull('ok', 'Default'); -- ok select ifnull('', 'Default'); -- '' select ifnull(null, 'Default'); -- Default -- 需求：查前emp表的员工姓名和工作地址（北京/上海……>一线城市，其他……>二线城市） select name, (case workaddress when '北京' then '一线城市' when '上海' then '一线城市' else '二线城市' end) as '工作地址' from emp; -- 案例：统计班级各个学员的成绩，展示的规则如下 -- >= 85，展示优秀 -- >= 60，展示及格 -- 否则，展示不及格 create table score( id int comment 'ID', name varchar(20) comment '姓名', math int comment '数学', english int comment '英语', chinese int comment '语文' ) comment '学生成绩表'; insert into score(id, name, math, english, chinese) VALUES (1, 'Tom', 67, 88, 95), (2, 'Rose', 23, 66, 90), (3, 'Jack', 56,98,76); select id, name, (case when math>=85 then '优秀' when math>=60 then '及格' else '不及格' end) '数学', (case when english>=85 then '优秀' when english>=60 then '及格' else '不及格' end) '英语', (case when chinese>=85 then '优秀' when chinese>=60 then '及格' else '不及格' end) '语文' from score; ``` ## 约束 - 概述 - 概念: 约束是作用于表中字段上的规则,用于限制存储在表中的数据。 - 目的: 保证数据库中数据的正确、有效性和完整性。 - 注意：约束是作用于表中字段上的，可以在创建表/修改表的时候添加约束。 - 分类： | 约束 | 描述 | 关键字 | | :- | :- | :- | | 非空约束 | 限制该字段的数据不能为null | NOT NULL | | 唯一约束 | 保证该字段的所有数据都是唯一、不重复的 | UNIQUE | | 主键约束 | 主键是一行数据的唯一标识，要求非空且唯一 | PRIMARY KEY | | 默认约束 | 保存数据时，如果未指定该字段的值，则采用默认值 | DEFAULT | | 检查约束(8.0.16版本之后) | 保证字段值满足某一个条件 | CHECK | | 外键约束 | 用来让两张表的数据之间建立连接，保证数据的一致性和完整性 | FOREIGN KEY | - 约束演示 - 根据需求，完成表结构的创建 | 字段名 | 字段含义 | 字段类型 | 约束条件 | 约束关键字 | | :-: | :-: | :- | :- | :- | | id | ID 唯一标识 | int | 主键，并且自动增长 | PRIMARY KEY | | name | 姓名 | varchar(10) | 不为空，并且唯一 | NOT NULL, UNIQUE | | age | 年龄 | int | 大于0，并且小于等于120 | CHECK | | status | 状态 | char(1) | 如果没有指定该值，默认为1 | DEFAULT | | gender | 性别 | char(1) | 无 | | ```sql create table user( id int primary key auto_increment comment '主键', name varchar(10) not null unique comment '姓名', age int check (age > 0 && age <= 120) comment '年龄', status char(1) default '1' comment '状态', gender char(1) comment '性别' ) comment '用户表'; insert into user(name, age, status, gender) value ('Tom1', 19, '1', '男'),('Tom2', 25, '0', '男'); insert into user(name, age, status, gender) value ('Tom3', 21, '1', '男'); delete from user where name = 'Tom1'; select * from user; # 2,Tom2,25,0,男 # 3,Tom3,19,1,男 insert into user(name, age, status, gender) value ('Tom4', 27, '1', '男'); select * from user; # 4,Tom4,27,1,男 # 2,Tom2,25,0,男 # 3,Tom3,19,1,男 ``` - 外键约束 - 概念：外键用来让两张表的数据之间建立连接,从而保证数据的一致性和完整性。 - 语法： - 添加外键 ```sql CREATE TABLE表名( 字段名 数据类型, ... [CONSTRAINT] [外键名称] FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表(主表列名) ); ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表(主表列名); ``` - 删除外键 ```sql ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称 ``` - 删除/更新行为 | 行为 | 说明 | | :-: | :-- | | NO ACTION | 当在父表中删除/更新对应记录时,首先检查该记录是否有对应外键,如果有则不允许删除/更新。(与RESTRICT一致) | RESTRICT | 当在父表中删除/更新对应记录时,首先检查该记录是否有对应外键,如果有则不允许删除/更新。(与NO ACTION一致) | | CASCADE | 当在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有，则也删除/更新外键在子表中的记录。 | | SET NULL | 当在父表中删除对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键,如果有则设置子表中该外键值为null (这就要求该外键允许取null) 。 | | SET DEFAULT | 父表有变更时，子表将外键列设置成一个默认的值(Innodb不支持) | - 例： ```sql ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段) REFERENCES 主表名 (主表字段名) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE; ``` ```sql create table dept( id int auto_increment comment 'ID' primary key, name varchar(50) not null comment'部门名称' )comment'部门表'; INSERT INTO dept (id, name) VALUES (1, '研发部'), (2, '市场部'),(3, '财务部'), (4, '销售部'), (5, '总经办'); create table emp2 ( id int auto_increment comment 'ID' primary key, name varchar(50) not null comment '姓名', age int comment '年龄', job varchar(20) comment '职位', salary int comment '薪资', entrydate date comment '入职时间', managerid int comment '直属领导ID', dept_id int comment '部门ID' )comment'员工表'; INSERT INTO emp2 (id, name, age, job,salary, entrydate, managerid, dept_id) VALUES (1,'金庸',66,'总裁',20000, '2000-01-01',null,5), (2,'张无忌',20,'项目经理',12500, '2005-12-05',1,1), (3,'杨通',33,'开发',8400,'2000-11-03',2,1), (4,'韦一笑',48,'开发',11000,'2002-02-05',2,1), (5,'常遇春',43,'开发',10500,'2004-09-07',3,1), (6,'小昭',19,'程序员鼓励师',6600,'2004-10-12',2,1); -- 添加外键 alter table emp2 add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id); -- 删除外键 alter table emp2 drop foreign key fk_emp_dept_id; -- 外键的删除和更改行为 alter table emp2 add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id) on update cascade on delete cascade; alter table emp2 add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id) on update set null on delete set null; ``` ## 多表查询 ### 多表关系 - 概述 项目开发中,在进行数据库表结构设计时,会根据业务需求及业务模块之间的关系,分析并设计表结构,由于业务之间相互关联,所ا以各个表结构之间也存在着各种联系，基本上分为三种： - 一对多（多对一） - 案例：部门 与 员工的关系 - 关系：一个部门对应多个员工,一个员工对应一个部门 - 实现：在多的一方建立外键，指向一的一方的主键 - 多对多 - 案例：学生 与 课程的关系 - 关系：一个学生可以选修多门课程，一门课程也可以供多个学生选择 - 实现：建立第三张中间表,中间表至少包含两个外键,分别关联两方主键 - 一对一 - 案例：用户 与 用户详情的关系 - 关系：一对一关系，多用于单表拆分，将一张表的基础字段放在一张表中，其他详情字段放在另一张表中，以提升操作效率 - 实现：在任意一方加入外键，关联另外一方的主键，并且设置外键为唯一的(UNIQUE) ### 多表查询概述 - 概述：指从多张表中查询数据 - 笛卡尔积：笛卡尔乘积是指在数学中,两个集合A集合和B集合的所有组合情况。(在多表查询时,需要消除无效的笛卡尔积) ```sql -- 多表查询 -- 笛卡尔积 select * from emp, dept; -- 去处无效笛卡尔积数 select * from emp, dept where emp.dept_id = dept.id; ``` - 多表查询分类 - 连接查询 - 内连接: 相当于查询A、B交集部分数据 - 外连接： - 左外连接：查询左表所有数据,以及两张表交集部分数据 - 右外连接：查询右表所有数据，以及两张表交集部分数据 - 自连接：当前表与自身的连接查询,自连接必须使用表别名 ### 内连接 - 内连接查询的是两张表交集的部分 - 内连接查询语法: - 隐式内连接 ```sql SELECT 字段列表 FROM 表1,表2 WHERE 条件…; ``` - 显式内连接 ```sql SELECT 字段列表 FROM 表1 [INNER] JOIN 表2 ON 连接条件…; ``` ```sql -- 内连接演示 -- 1.查询每一个员工的姓名,及关联的部门的名称(隐式内连接实现) -- 表结构：emp2 , dept -- 连接条件：emp2.dept_id = dept.id select emp2.name, dept.name from emp2, dept where emp2.dept_id = dept.id; select e.name,d.name from emp2 e, dept d where e.dept_id = d.id; -- 2.查询每一个员工的姓名，及关联的部门的名称(显式内连接实现) -- 表结构：emp2 , dept -- 连接条件：emp2.dept_id = dept.id select e.name, d.name from emp2 e inner join dept d on e.dept_id = d.id; -- 显示内连接中 inner 可以省略 select e.name, d.name from emp2 e join dept d on e.dept_id = d.id; ``` ### 外连接 - 外连接查询语法： - 左外连接 - 相当于查询表1(左表)的所有数据 包含 表1和表2交集部分的数据 ```sql SELECT 字段列表 FROM 表1 LEFT[OUTER] JOIN 表2 ON 条件…; ``` - 右外连接 - 相当于查询表2(右表)的所有数据 包含 表1和表2交集部分的数据 ```sql SELECT 字段列表 FROM 表1 RIGHT[OUTER] JOIN 表2 ON 条件…; ``` ```sql -- 外连接演示 -- 1. 查询emp表的所有数据，和对应的部门信息（左外连接） -- 表结构：emp2 , dept -- 连接条件：emp2.dept_id = dept.id select e.*,d.name from emp2 e left outer join dept d on e.dept_id = d.id; select e.*,d.name from emp2 e left join dept d on e.dept_id = d.id; -- 2. 查询dept表的所有数据，和对应的员工信息（右外连接) select d.*,e.* from emp2 e right outer join dept d on e.dept_id = d.id; -- 右外连接和左外连接可相互转化 ``` ### 自连接 - 自连接查询语法: - 自连接查询,可以是内连接查询,也可以是外连接查询。 ```sql SELECT 字段列表 FROM 表A 别名A JOIN 表A 别名B ON 条件…; ``` ### 联合查询 - union, union all - 对于union查询，就是把多次查询的结果合并起来，形成一个新的查询结果集。 - 对于联合查询的多张表的列数必须保持一致,字段类型也需要保持一致。 - all 不去重 ```sql SELECT 字段列表 FROM 表A ... UNION ALL SELECT 字段列表 FROM 表B ...; ``` ```sql -- union all, union1.将薪资低于5000的员工,和-年龄大于50岁的员工全部查询出来. select * from emp2 where salary < 5000 union all select * from emp2 where age < 50; select * from emp2 where salary < 5000 union select * from emp2 where age < 50; ``` ### 子查询 - 概念: SQL语句中嵌套SELECT语句,称为嵌套查询,又称子查询。 - 子查询外部的语句可以是 INSERT / UPDATE / DELETE / SELECT 的任何一个。 ```sql SELECT * FROM t1 WHERE column1 = (SELECT column1 FROM t2); ``` - 根据子查询结果不同，分为： - 标量子查询（子查询结果为单个值） - 子查询返回的结果是单个值(数字、字符串、日期等),最简单的形式,这种子查询成为标量子查询。 - 常用的操作符： = <> > >= < <= - 列子查询（子查询结果为一列） - 子查询返回的结果是一列(可以是多行)，这种子查询称为列子查询。 - 常用的操作符: IN、NOT IN、ANY、SOME、ALL | 操作符 | 描述 | | :-: | :-- | | IN | 在指定的集合范围之内，多选一 | | NOT IN | 不在指定的集合范围之内 | | ANY | 子查询返回列表中,有任意一个满足即可 | | SOME | 与ANY等同，使用SOME的地方都可以使用ANY | | ALL | 子查询返回列表的所有值都必须满足 | - 行子查询（子查询结果为一行） - 子查询返回的结果是一行(可以是多列),这种子查询称为行子查询。 - 常用的操作符： = 、 <> 、IN 、 NOT IN - 表子查询（子查询结果为多行多列） - 子查询返回的结果是多行多列，这种子查询称为表子查询。 - 常用的操作符：IN - 根据子查询位置，分为： - WHERE 之后 - FROM 之后 - SELECT 之后 ```sql -- 标量子查询 -- 1. 查询“销售部” 的所有员工信息 -- a. 查询"销售部" 部门ID select id from dept where name = '销售部'; -- b. 根据销售部部门ID， 查询员工信息 select * from emp2 where dept_id = 4; select * from emp2 where dept_id = (select id from dept where name = '销售部'); -- 2. 查询在“方东白"入职之后的员工信息 select * from emp2 where entrydate > (select entrydate from emp2 where name = '方东白'); -- 列子查询 -- 1. 查询"销售部"和"市场部"的所有员工信息 select id from dept where name = '销售部' or name = '市场部'; select * from emp2 where dept_id in (2,4); select * from emp2 where dept_id in (select id from dept where name = '销售部' or name = '市场部'); -- 2. 查询比财务部所有人工资都高的员工信息 select * from emp2 where salary > all (select salary from emp2 where dept_id in(select id from dept where name = '财务部')); -- 3. 查询比研发部其中任意一人工资高的员工信息 select * from emp2 where salary > any (select salary from emp2 where dept_id in (select id from dept where name = '研发部')); -- any也可替换成 some select * from emp2 where salary > some (select salary from emp2 where dept_id in (select id from dept where name = '研发部')); -- 行子查询 -- 1. 查询与“张无忌”的薪资及直属领导相同的员工信息; select salary,managerid from emp2 where name = '张无忌'; select * from emp2 where salary = 12500 and managerid = 1; select * from emp2 where (salary, managerid) = (12500, 1); select * from emp2 where (salary, managerid) = (select salary,managerid from emp2 where name = '张无忌'); -- 表子查询 -- 1. 查询与“鹿杖客”，“宋远桥” 的职位和薪资相同的员工信息 -- select job, salary from emp2 where name = '鹿杖客' or name = '宋远桥'; select * from emp2 where(job,salary) in (select job, salary from emp2 where name = '鹿杖客' or name = '宋远桥'); -- 2. 查询入职日期是 "2006-01-01"之后的员工信息，及其部门信息 select * from emp2 where entrydate > '2006-01-01'; select e.*,d.* from (select * from emp2 where entrydate > '2006-01-01') e left join dept d on e.dept_id = d.id; ``` ### 多表查询案例 ```sql -- 1. 查询员工的姓名、年龄、职位、部门信息（隐式内连接） select e.name,e.age,e.job,d.name from emp2 e, dept d where e.dept_id = d.id; -- 2. 查询年龄小于30岁的员工的姓名、年龄、职位、部门信息(显式内连接) select e.name,e.age,e.job,d.name from emp2 e inner join dept d on e.dept_id = d.id where e.age < 30; -- 3. 查询拥有员工的部门ID、部门名称 select distinct d.id,d.name from emp2 e, dept d where e.dept_id = d.id; -- 4. 查询所有年龄大于40步的员工,及其归属的部门名称;如果员工没有分配部门，也需要展示出来 select e.*,d.name from emp2 e left join dept d on e.dept_id = d.id where e.age>40; -- 5. 查询所有员工的工资等级 select e.*,s.grade, s.losal, s.hisal from emp2 e,salgrade s where e.salary >= s.losal and e.salary <= s.hisal; select e.*,s.grade, s.losal, s.hisal from emp2 e,salgrade s where e.salary between s.losal and s.hisal; -- 6. 查询"研发部"所有员工的信息及工资等级 select e.*,s.grade, s.losal, s.hisal from emp2 e,salgrade s,dept d where e.dept_id = d.id and( e.salary between s.losal and s.hisal) and d.name = '研发部' ; -- 7. 查询"研发部"员工的平均工资 select avg(e.salary) from emp2 e, dept d where e.dept_id = d.id and d.name = '研发部'; -- 8. 查询工资比“灭绝”高的员工信息。 select * from emp2 where salary > (select salary from emp2 where name = '灭绝'); -- 9. 查询比平均薪资高的员工信息 select * from emp2 where salary > (select avg(salary) from emp2); -- 10. 查询低于本部门平均工资的员工信息 select * from emp2 e2 where e2.salary < (select avg(e1.salary) from emp2 e1 where e1.dept_id = e2.dept_id); -- 11. 查询所有的部门信息，并统计部门的员工人数 select d.id,d.name,(select count(*) from emp2 e where e.dept_id = d.id) '人数' from dept d; ``` ## 事务 - 事务是一组操作的集合,它是一个不可分割的工作单位,事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作`要么同时成功，要么同时失败`。 - 默认MySQL的事务是自动提交的，也就是说，当执行一条DML语句，MySQL会立即隐式的提交事务。 注意： > 1. mysql创建表时默认引擎MyIsam，因此不支持事务的操作； > 2. 修改mysql的默认引擎，可以使用 > ```ini > #default-storage-engine=MyIsam > default-storage-engine=InnoDB > ``` > 3. 配置文件路径：I:\phpstudy_pro\Extensions\MySQL5.7.26\my.ini > 4. 删除已创建的表，并重新创建导入数据 ### 事务操作 - 查看/设置事务提交方式 - ```SELECT @@autocommit;``` - ```SET @@autocommit=0;``` - 开启事务 - `START TRANSACTION` 或 `BEGIN`; - 提交事务 - `COMMIT;` - 回滚事务 - `ROLLBACK;` ```sql -- -----------------------------------------------------事物-------------------------------------------------- -- 数据准备 create table account( id int auto_increment primary key comment '主键ID', name varchar(10) comment '姓名', money int comment '余额' ) comment '账户表'; insert into account(id, name, money) VALUES (null,'张三',2000),(null, '李四',2000); -- drop table account; -- 恢复数据 update account set money = 2000 where name = '张三' or name = '李四'; -- 查询提交方式 select @@autocommit; -- 设置为手动提交 set @@autocommit = 0; -- 转账操作 -- 张三 给 李四 转 1000 -- 1. 查询张三余额 select * from account where name = '张三'; -- 2. 张三余额 -1000 update account set money = money - 1000 where name = '张三'; 程序抛出异常... -- 3. 李四余额 +1000 update account set money = money + 1000 where name = '李四'; -- 提交事务 commit ; -- 回滚事务 rollback ; -- 设置为自动提交 set @@autocommit = 1; -- 开启事务 start transaction ; -- 转账操作 -- 张三 给 李四 转 1000 -- 1. 查询张三余额 select * from account where name = '张三'; -- 2. 张三余额 -1000 update account set money = money - 1000 where name = '张三'; 程序抛出异常... -- 3. 李四余额 +1000 update account set money = money + 1000 where name = '李四'; -- 提交事务 commit ; -- 回滚事务 rollback ; ``` ### 事务的四大特性 - 原子性(Atomicity) : 事务是不可分割的最小操作单元,要么全部成功,要么全部失败。 - 一致性(Consistency) : 事务完成时,必须使所有的数据都保持一致状态。 - 隔离性(Isolation) : 数据库系统提供的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。 - 持久性(Durability) : 事务一旦提交或回滚,它对数据库中的数据的改变就是永久的。 ### 并发事务问题 | 问题 | 描述 | | :-: | :- | | 脏读 | 一个事务读到另外一个事务还没有提交的数据。 | | 不可重复读 | 一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同，称之为不可重复读。 | | 幻读 | 一个事务按照条件查询数据时,没有对应的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在，好像出现了幻影"。 | ### 事务隔离级别 | 隔离级别 | 赃读 | 不可重复读 | 幻读 | | :-: | :-: | :-: | :-: | | Read uncommitted | √ | √ | √ | | Read committe | x | √ | √ | | Repeatable Read(默认) | x | x | √ | | Serializable | x | x | x | ```sql -- 查看事务隔离级别 SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION; -- 设置事务隔离级别 SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED| REPEATABLE READ | SERIALIZABLE} -- 例： -- 设置事务隔离级别 SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; -- 查看事务隔离级别 SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION; ``` # 进阶 ## 存储引擎 ### MySQL体系结构 ![Alt text](image-1.png) - 连接层 - 最上层是一些客户端和链接服务,主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。 - 服务层 - 第二层架构主要完成大多数的核心服务功能,如SQL接口,并完成缓存的查询,SQL的分析和优化,部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。 - 引擎层 - 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取,服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能,这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。 - 存储层 - 主要是将数据存储在文件系统之上,并完成与存储引擎的交互。 ### 存储引擎简介 - 存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式。存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。 - 在创建表时，指定存储引擎 ```sql CREATE TABLE 表名( 字段1 字段1类型 [COMMENT 字段1注释], ... 字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释] )ENGINE = INNODB [COMMENT 表注释]; ``` - 查询当前数据库支持的存储引擎 - ```show engines;``` ```sql -- 查询建表语句 show create table account; -- 查询当前数据库支持的存储引擎 show engines; -- 创建表 my_myisam ， 并指定MyISAM存储引擎 create table my_myisam( id int, name varchar(10) ) engine = MyISAM; -- 创建表 my_memory ， 并指定Memory存储引擎 create table my_memory( id int, name varchar(10) ) engine = Memory; ``` ### 存储引擎特点 - innoDB - 介绍 - InnoDB是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎,在MySQL 5.5之后, InnoDB是默认的MySQL存储引擎。 - 特点 - DML操作遵循ACID模型,支持`事务`; - `行级锁`，提高并发访问性能； - 支持`外键` FOREIGN KEY约束，保证数据的完整性和正确性; - 文件 - xxx.ibd: xxx代表的是表名, innoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件,存储该表的表结构(frm, sdi) 、数据和索引。 - 参数: innodb_file_per_table - Memory - 介绍 - Memory引擎的表数据时存储在内存中的，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。 - 特点 - 内存存放 - hash索引（默认） - 文件 - xxx.sdi： 存储表结构信息 | 特点 | InnoDB | MyISAM | Memory | | :-: | :-: | :-: | :-: | | 存储限制 | 64TB | 有 | 有 | | 事务安全 | 支持 | - | - | | 锁机制 | 行锁 | 表锁 | 表锁 | | B+tree索引 | 支持 | 支持 | 支持 | | Hash索引 | - | - | 支持 | | 全文索引 | 支持(5.6版本之后) | 支持 | | 空间使用 | 高 | 低 | N/A | | 内存使用 | 高 | 低 | 中等 | | 批量插入速度 | 低 | 高 | 高 | | 支持外键 | 支持 | - | - | ### 存储引擎选择 在选择存储引擎时,应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统，还可以根据实际情况选择多种存储引擎进行组合。 - InnoDB : - 是Mysql的默认存储引擎,支持事务、外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求,在并发条件下要求数据的一致性, - 数据操作除了插入和查询之外,还包含很多的更新、删除操作,那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。 - MyISAM： - 如果应用是以读操作和插入操作为主,只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。 - MEMORY: - 将所有数据保存在内存中,访问速度快,通常用于临时表及缓存。 - MEMORY的缺陷就是对表的大小有限制,太大的表无法缓存在内存中,而且无法保障数据的安全性。 ## 索引 ### 索引概述 - 介绍： - 索引（index）是帮助MysQL`高效获取数据`的`数据结构(有序)`。在数据之外,数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式引用（指向）数据,这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法,这种数据结构就是索引。 - 优缺点： | 优势 | 劣势 | | :- | :- | | 提高数据检索的效率,降低数据库的IO成本 | 索引列也是要占用空间的。| | 通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗。| 索引大大提高了查询效率,同时却也降低更新表的速度,如对表进行INSERT、UPDATE、DELETE时，效率降低。| ### 索引结构 - MySQL的索引是在存储引擎层实现的，不同的存储引擎有不同的结构，主要包含以下几种： | 索引结构 | 描述 | | :- | :- | | B+Tree索引 | 最常见的索引类型，大部分引擎都支持 B+ 树索引 | | Hash索引 | 底层数据结构是用哈希表实现的,只有精确匹配索引列的查询才有效,不支持范围查询 | | R-tree(空间索引) | 空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型,主要用于地理空间数据类型,通常使用较少 | | Full-text(全文索引) | 是一种通过建立倒排索引,快速匹配文档的方式。类似于Lucene,Solr,ES | - 我们平常所说的索引，如果没有特别指明，都是指B+树结构组织的索引。 | 索引 | InnoDB | MyISAM | Memory | | :-: | :-: | :-: | :-: | | B+tree索引 | 支持 | 支持 | 支持 | | Hash 索引 | 不支持 | 不支持 | 支持 | | R-tree 索引 | 不支持 | 支持 | 不支持 | | Full-text | 5.6版本之后支持 | 支持 | 不支持 | - 二叉树 - 二叉树缺点：顺序插入时，会形成一个链表，查询性能大大降低。大数据量情况下，层级较深，检索速度慢。 - 红黑树：大数据量情况下，层级较深，检索速度慢。 - B-Tree（多路平衡查找树） - 以一颗最大度数（max-degree）为5(5阶)的b-tree为例(每个节点最多存储4个key, 5个指针): - 树的度数指的是一个节点的子节点个数。 - ![Alt text](image-2.png) - 数据结构可视化网站：[http://www.rmboot.com/BTree.html](http://www.rmboot.com/BTree.html) - B+Tree - 相对于B-Tree区别: - 所有的数据都会出现在叶子节点 - 叶子节点形成一个单向链表 - MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能。 - Hash - 哈希索引就是采用一定的hash算法，将键值换算成新的hash值，映射到对应的槽位上，然后存储在hash表中。 - 如果两个(或多个)键值,映射到一个相同的槽位上,他们就产生了hash冲突(也称为hash碰撞) ,可以通过链表来解决。 - Hash索引特点: - Hash索引只能用于对等比较(=， in)，不支持范围查询(between, >， <， ...) - 无法刮用索引完成排序操作 - 查询效率高,通常只需要一次检索就可以了,效率通常要高于B+tree索引 - 存储引擎支持 - 在MySQL中，支持hash索引的是Memory引擎，而InnoDB中具有自适应hash功能， hash索引是存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构ا建的。 - 为什么InnoDB存储引擎选择使用B+tree索引结构？ - 相对于二叉树，层级更少，搜索效率高； - 对于B-tree，无论是叶子节点还是非叶子节点，都会保存数据，这样导致一页中存储的键值减少，指针跟着减少，要同样保存大量数据，只能增加树的高度，导致性能降低； - 相对Hash索引, B+tree支持范围匹配及排序操作; ### 索引分类 | 分类 | 含义 | 特点 | 关键字 | | :-: | :- | :- | :- | | 主键索引 | 针对于表中主键创建的索引 | 默认自动创建,只能有一个 | PRIMARY | | 唯一索引 | 避免同一个表中某数据列中的值重复 | 可以有多个 | UNIQUE | | 常规索引 | 快速定位特定数据 | 可以有多个 | | | 全文索引 | 全文索引查找的是文本中的关键词，而不是比较索引中的值 | 可以有多个 | FULLTEXT | - 在InnoDB存储引擎中，根据索引的存储形式，又可以分为以下两种： | 分类 | 含义 | 特点 | | :-: | :- | :- | | 聚集索引(Clustered Indey) | 将数据存储与索引放到了一块，索引结构的叶子节点保存了行数据 | 必须有,而且只有一个 | | 二级索引(Secondary Index) | 将数据与索引分开存储,索引结构的叶子节点关联的是对应的主键 | 可以存在多个 | - 聚集索引选取规则： - 如果存在主键，主键索引就是聚集索引。 - 如果不存在主键，将使用第一个唯一（UNIQUE）索引作为聚集索引。 - 如果表没有主键，或没有合适的唯一索引，则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏的聚集索引。 ![Alt text](image-3.png) ### 索引语法 - 创建索引 ```sql CREATE [UNIQUE | FULLTEXT] INDEX index_name ON table_name (index_col_name, ...); ``` - 查看索引 ```sql SHOW INDEX FROM table_name; ``` - 删除索引 ```sql DROP INDEX index_name ON table_name; ``` ```sql -- 1. name字段为姓名字段,该字段的值可能会重复，为该字段创建索引。 CREATE INDEX idx_user_name ON tb_user(name); -- 2. phone手机号字段的值,是非空,且唯一的,为该字段创建唯一索引。 CREATE UNIQUE INDEX idx_user_phone ON tb_user(phone); -- 3,为profession,age、status创建联合索引。 CREATE INDEX idx_user_pro_age_sta ON tb_user(profession,age,status); -- 4. 为email建立合适的索引来提升查询效率。 CREATE INDEX idx_email ON tb_user(email); ``` ### SQL性能分析 - SQL执行频率 - MySQL客户端连接成功后,通过`show [session | global] status`命令可以提供服务器状态信息。通过如下指令,可以查看当前数据库的INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT的访问频次： ```sql SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______'; ``` - 慢查询日志 ```sql -- 查看MySQL慢日志是否开启 show variables like 'slow_query_log'; ``` - 慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数（long_query_time,单位：秒，默认10秒）的所有SQL语句的日志。 - MySQL的慢查询日志默认没有开启，需要在MySQL的配置文件（/etc/my.cnf）中配置如下信息： ```sql # 开启MySQL慢日志查询开关 slow query_log=1 # 设置慢日志的时间为2秒，SQL语句执行时间超过2秒，就会视为慢查询，记录慢查询日志 long_query_time=2 ``` - 配置完毕之后,通过以下指令重新启动MySQL服务器进行测试,查看慢日志文件中记录的信息/var/lib/mysql/localhost-slow.log。 - profile 详情 - show profiles能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过have-profiling参数,能够看到当前MySQL是否支持profile操作： ```sql SELECT @@have_profiling; ``` - 查看profiling是否打开： ```sql SELECT @@profiling; ``` - 默认profiling是关闭的,可以通过set语句在session/global级别开启profiling: ```sql SET profiling = 1; ``` - 执行一系列的业务SQL的操作,然后通过如下指令查看指令的执行耗时： ```sql # 查看每一条SQL的耗时基本情况 show profiles; # 查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况 show profile for query query_id; # 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况 show profile cpu for query query_id; ``` - explain 执行计划 - EXPLAIN或者DESC命令获取MySQL如何执行SELECT语句的信息,包括在SELECT语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。 - 语法： ```sql # 直接在select语句之前加上关键字 explain / desc EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件; ``` - EXPLAIN执行计划各字段含义： ![Alt text](image-4.png) - id - select查询的序列号,表示查询中执行select子句或者是操作表的顺序(id相同,执行顺序从上到下; id不同,值越大,越先执行)。 - select_type - 表示SELECT的类型,常见的取值有SIMPLE (简单表,即不使用表连接或者子查询)、PRIMARY (主查询,即外层的查询)、UNIONY(UNION中的第二个或者后面的查询语句)、SUBQUERY (SELECT/WHERE之后包含了子查询)等 - type - 表示连接类型,性能由好到差的连接类型为NULL、system、const、eq_ref、ref、 range、 index、all - possible_keys - 显示可能应用在这张表上的索引,一个或多个。 - key - 实际使用的索引,如果为NULL,则没有使用索引。 - key_len - 表示索引中使用的字节数,该值为索引字段最大可能长度,并非实际使用长度,在不损失精确性的前提下,长度越短越好。 - rows - MySQL认为必须要执行查询的行数,在innodb引擎的表中,是一个估计值,可能并不总是准确的。 - filtered - 表示返回结果的行数占需读取行数的百分比，filtered 的值越大越好。 - Extra ### 索引使用 - 验证索引效率 - 在未建立索引之前，执行如下SQL语句，查看SQL的耗时。 ```sql SELECT *FROM tb_sku WHERE sn ='100000003145001'; ``` - 索引列运算 - 不要在索引列上进行运算操作,索引将失效。 ```sql explain select * from tb_user where substring(phone,10,2) = '15'; ``` - 字符串不加引号 - 字符串类型字段使用时,不加引号,索引将失效。 ```sql explain select* from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31 and status = 0; explain select * from tb_user where phone = 17799990015; ``` - 模糊查询 - 如果仅仅是尾部模糊匹配,索引不会失效。如果是头部模糊匹配,索引失效。 ```sql explain select * from tb_user where profession like '软件%'; explain select * from tb_user where profession like '%工程'; explain select * from tb_user where profession like '%工%'; ``` - or连接的条件 - 用or分割开的条件,如果or前的条件中的列有索引,而后面的列中没有索引,那么涉及的索引都不会被用到。 ```sql explain select * from tb_user where id = 10 or age = 23; explain select * from tb_user where phone = '17799990017' or age = 23; ``` - 由于age没有索引,所以即使id、phone有索引，索引也会失效。所以需要针对于age也要建立索引。 - 数据分布影响 - 如果MySQL评估使用索引比全表更慢,则不使用索引。 ```sql select * from tb_user where phone >= '17799990005'; select * from tb_user where phone >= '17799990015'; ``` - SQL提示 - SQL提示,是优化数据库的一个重要手段,简单来说,就是在SQL语句中加入一些人为的提示来达到优化操作的目的。 - use index: 告知数据库可以用的索引 ```sql explain select * from tb_user use index(idx_user_pro) where profession = '软件工程'; ``` - ignore index: 告知数据库不可以用的索引 ```sql explain select * from tb_user ignore index(idx_user_pro) where profession = '软件工程'; ``` - force index: 告知数据库必须用的索引 ```sql explain select * from tb_user force index(idx_user_pro) where profession = '软件工程'; ``` - 覆盖索引 - 尽量使用覆盖索引(查询使用了索引,并且需要返回的列,在该索引中已经全部能够找到) ,减少`select *`。 ```sql explain select id,profession from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31 and status = '0' ; explain select id,profession,age, status from tb_user where profession = '软件工程' and age =31 and status = '0' ; explain select id,profession,age, status, name from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31 and status = '0' ; explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age =31 and status = '0' ; ``` - using index condition：查找使用了索引，但是需要回表查询数据using where; - using index :查找使用了索引,但是需要的数据都在索引列中能找到,所以不需要回表查询数据 - 前缀索引 - 当字段类型为字符串（yarchar，text等）时，有时候需要索引很长的字符串，这会让索引变得很大，查询时，浪费大量的磁盘IO，影响查询效率。此时可以只将字符串的一部分前缀，建立索引，这样可以大大节约索引空间，从而提高索引效率。 - 语法 ```sql create index idx_xxxx on table_name(column(n)) ; ``` - 前缀长度 - 可以根据索引的选择性来决定,而选择性是指不重复的索引值(基数)和数据表的记录总数的比值,索引选择性越高则查询效率越高,唯一索引的选择性是几,这是最好的索引选择性,性能也是最好的。 ```sql select count(distinct email) / count(*) from tb_user; select count(distinct substring(email,1,5)) / count(*) from tb_user; ``` - 单列索引与联合索 - 引单列索引：即一个索引只包含单个列。 - 联合索引：即一个索引包含了多个列。 - 在业务场景中,如果存在多个查询条件,考虑针对于查询字段建立索引时,建议建立联合索引,而非单列索引。 - 单列索引情况: ```sql explain select id, phone, name from tb_user where phone = '17799990010' and name = '韩信' ; ``` - 多条件联合查询时,MySQL优化器会评估哪个字段的索引效率更高,会选择该索引完成本次查询。 - 联合索引情况： ```sql create unique index idx_phone_name on tb_user(phone, name); ``` ### 索引设计原则 1. 针对于数据量较大,且查询比较频繁的表建立索引。 2. 针对于常作为查询条件（where）、排序（order by）、分组（group by）操作的字段建立索引。 3. 尽量选择区分度高的列作为索引，尽量建立唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高。 4. 如果是字符串类型的字段，字段的长度较长，可以针对于字段的特点，建立前缀索引。 5. 尽量使用联合索引，减少单列索引，查询时，联合索引很多时候可以覆盖索引，节省存储空间，避免回表，提高查询效率。 6. 要控制索引的数量，索引并不是多多益善，索引越多，维护索引结构的代价也就越大，会影响增删改的效率。 7. 如果索引列不能存储NULL值，请在创建表时使用NOT NULL约束它。当优化器知道每列是否包含NULL值时，它可以更好地确定哪个索引最有效地用于查询。 ## SQL优化 ### 插入数据 - insert 优化 - 批量插入 ```sql Insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat'),(3,'Jerry'); ``` - 手动提交事务 ```sql start transaction; insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat'),(3,'Jerry'); insert into to_test values(4,'Tom'),(5,'Cat'),(6,'Jerry'); insert into tb_test values(7,'Tom'),(8,'Cat'),(9,'Jerry'); commit; ``` - 主键顺序插入 ```sql 主键乱序插入：8 1 9 21 88 2 4 15 89 5 7 3 主键顺序插入：1 2 3 4 5 7 8 9 15 21 88 89 ``` - 大批量插入数据 - 如果一次性需要插入大批量数据,使用insert语句插入性能较低,此时可以使用MySQL数据库提供的load指令进行插入。 ```sql # 客户端连接服务端时，加上参数 --local-infile mysql --local-infile -u root -p # 设置全局参数local_infile为1,开启从本地加载文件导入数据的开关 set global local_infile =1; # 执行load指令将准备好的数据,加载到表结构中 load data local infile '/root/sql1.log' into table `tb_user' fields terminated by ',' lines terminated by '\n'; ``` - 主键顺序插入性能高于乱序插入 ### 主键优化 - 数据组织方式 - 在InnoDB存储引擎中,表数据都是根据主键顺序组织存放的,这种存储方式的表称为`索引组织表`(index organized table `IOT`)。 - 页分裂 - 页可以为空，也可以填充一半，也可以填充100%。每个页包含了2-N行数据(如果一行数据多大，会行溢出），根据主键排列。 - 页合并 - 当删除一行记录时,实际上记录并没有被物理删除,只是记录被标记(flaged)为删除并且它的空间变得允许被其他记录声明使用。 - 当页中删除的记录达到MERGE_THRESHOLD (默认为页的50%) , InnoDB会开始寻找最靠近的页(前或后)看看是否可以将两个页合并以优化空间使用。 - `MERGE_THRESHOLD` ：合并页的阈值，可以自己设置，在创建表或者创建索引时指定。 - 主键设计原则 - 满足业务需求的情况下，尽量降低主键的长度。 - 插入数据时,尽量选择顺序插入,选择使用AUTO_INCREMENT自增主键。尽量不要使用UUID做主键或者是其他自然主键，如身份证号。 ### order by 优化 - `Using filesort` :通过表的索引或全表扫描，读取满足条件的数据行，然后在排序缓冲区sort buffer中完成排序操作，所有不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫FileSort排序。 - `Using index` :通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据，这种情况即为 using index，不需要额外排序，操作效率高。 ```sql #没有创建索引时,根据age, phone进行排序 explain select id, age, phone from tb_user order by age, phone; #创建索引 create index idx_user_age_phone_aa on tb_user(age,phone); #创建索引后，根据age, phone进行升序排序 explain select id, age, phone from tb_user order by age, phone; #创建索引后，根据age, phone进行降序排序 explain select id, age, phone from tb_user order by age desc, phone desc; ``` ### group by 优化 ```sql # 删除掉目前的联合索引 idx_user_pro_age_sta drop index idx_user_pro_age_sta on tb_user; # 执行分组操作，根据profession字段分组 explain select profession, count(*) from tb_user group by profession; # 创建索引Create index idx_user_pro_age_sta on tb_user(profession, age, status); # 执行分组操作，根据profession字段分组 explain select profession, count(*) from tb_user group by profession; # 执行分组操作,根据profession字段分组 explain select profession, count(*) from tb_user group by profession, age; ``` - 在分组操作时,可以通过索引来提高效率。 - 分组操作时,索引的使用也是满足最左前缀法则的。 ### limit 优化 - 一个常见又非常头疼的问题就是 `limit 2000000,10` ，此时需要MySQL排序前2000010 记录，仅仅返回2000000 - 2000010的记录，其他记录丢弃，查询排序的代价非常大。 ```sql select id from tb_sku order by id limit 150000,10; select s.* from tb_sku s,(select id from tb_sku order by id limit 1500000,10) a where s.id = a.id; ``` ### count 优化 ```sql explain select count(*) from tb_user; ``` - MyISAM 引擎把一个表的总行数存在了磁盘上,因此执行count(*)的时候会直接返回这个数,效率很高; - InnoDB 引擎就麻烦了,它执行count(*)的时候,需要把数据一行一行地从引擎里面读出来,然后累积计数。 - 优化思路：自己计数。 - count的几种用法 - count()是一个聚合函数,对于返回的结果集,一行行地判断,如果count函数的参数不是NULL,累计值就加1,否则不加,最后返回累计值。 - 用法： - `count(主键)` - InnoDB引擎会遍历整张表,把每一行的主键id值都取出来,返回给服务层。服务层拿到主键后,直接按行进行累加(主键不可能为null)。 - `count(字段)` - 没有 not null 约束：InnoDB 引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来，返回给服务层，服务层判断是否为null，不为null，计数累加。 - 有 not null 约束: InnoDB引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来,返回给服务层,直接按行进行累加。 - `count(1)` - InnoDB引擎遍历整张表,但不取值。服务层对于返回的每一行,放一个数字"1"进去,直接按行进行累加。 - `count(*)` - InnoDB引擎并不会把全部字段取出来,而是专门做了优化,不取值,服务层直接按行进行累加。 - 按照效率排序的话, `count(字段) < count(主键id) < count(1) ≈ count(*), 所以尽量使用count(*)`。 ### update 优化 ```sql update student set no= '2000100100' where id = 1; update student set no = '2000100105' where name=‘韦一笑'; ``` - InnoDB的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁,并且该索引不能失效,否则会从行锁升级为表锁。 - ## 视图/存储过程/触发器 ### 试图 - 介绍： - 视图(View)是一种虚拟存在的表。视图中的数据并不在数据库中实际存在,行和列数据来自定义视图的查询中使用的表,并且是在使用视图时动态生成的。 - 通俗的讲，视图只保存了查询的SQL逻辑，不保存查询结果。所以我们在创建视图的时候，主要的工作就落在创建这条SQL查询语句上。 - 创建 ```sql CREATE [OR REPLACE] VIEW 视图名称[(列名列表)] AS SELECT语句 [WITH[CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION] ``` - 查询 - 查询查看创建视图语句： ```sql SHOW CREATE VIEW 视图名称; ``` - 查看视图数据： ```sql SELECT * FROM 视图名称 ...; ``` - 修改 - 方式一: ```sql CREATE [OR REPLACE] VIEW 视图名称[(列名列表)] AS SELECT语句 [WITH[CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION] ``` - 方式二: ```sql ALTER VIEW 视图名称[(列名列表)] AS SELECT语句 [WITH[CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION] ``` - 删除 ```sql DROP VIEW [IF EXISTS] 视图名称 [视图名称] ... ``` - 视图的检查选项 - 当使用WITH CHECK OPTION子句创建视图时, MySQL会通过视图检查正在更改的每个行,例如插入,更新,删除,以使其符合视图的定义。MySQL允许基于另一个视图创建视图，它还会检查依赖视图中的规则以保持一致性。为了确定检查的范围，mysql提供了两个选项：CASCADED和LOCAL,默认值为CASCADED。 - 视图的更新要使视图可更新，视图中的行与基础表中的行之间必须存在一对一的关系。如果视图包含以下任何一项，则该视图不可更新： - 聚合函数或窗口函数(SUM()、 MIN()、 MAX()、 COUNT()等) - DISTINCT - GROUP BY - HAVING - UNION 或者 UNION ALL - 作用 - 简单 - 视图不仅可以简化用户对数据的理解，也可以简化他们的操作。那些被经常使用的查询可以被定义为视图，从而使得用户不必为以后的操作每次指定全部的条件。 - 安全 - 数据库可以授权,但不能授权到数据库特定行和特定的列上。通过视图用户只能查询和修改他们所能见到的数据。 - 数据独立 - 视图可帮助用户屏蔽真实表结构变化带来的影响。 ```sql -- 创建视图 create or replace view stu_v_1 as select id,name from student where id <= 10; -- 查询视图 show create view stu_v_1;select * from stu_v_1;select * from stu_v_1 where id < 3; -- 修改视图 create or replace view stu_v_1 as select id,name,no from student where id <= 10; alter view stu_v_1 as select id,name from student where id <= 10; -- 删除视图 drop view if exists stu_v_11 -- cacsscaded -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_1 as select id,name from student where id <= 20 with cacsscaded check option ; select * from stu_v_1; insert into stu_v_1 values(6,'Tom'); insert into stu_v_1 values(30,'Tom'); -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_1 as select id,name from student where id <= 20; insert into stu_v_1 values(5,'Tom'); insert into stu_v_1 values(25,'Tom'); -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_2 as select id,name from stu_v_1 where id >= 10 with cacsscaded check option; insert into stu_v_2 values(7,'Tom'); insert into stu_v_2 values(26,'Tom'); insert into stu_v_2 values(15,'Tom'); -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_3 as select id,name from stu_v_2 where id >= 15; insert into stu_v_3 values(11,'Tom'); insert into stu_v_3 values(17,'Tom'); insert into stu_v_3 values(28,'Tom'); -- local -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_4 as select id,name from student where id <= 15; insert into stu_v_4 values(5,'Tom'); insert into stu_v_4 values(16,'Tom'); -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_5 as select id,name from stu_v_4 where id >= 10 with local check option; insert into stu_v_5 values(13,'Tom'); insert into stu_v_5 values(17,'Tom'); -- -------------------------------------------------------- create or replace view stu_v_6 as select id,name from stu_v_5 where id < 20; insert into stu_v_6 values(14,'Tom'); insert into stu_v_6 values(17,'Tom'); -- 创建视图，使用聚合函数 create view stu_v_count as select count(*) from student; insert into stu_v_count values(10); -- 案例: -- 为了保证数据库表的安全性,开发人员在操作tb_user表时，只能看到的用户的基本字段,屏蔽手机号和邮箱两个字段。 create view tb_user_view as select id,name,profession,age,gender,status,createtime from tb_user; select * from tb_user_view; -- 查询每个学生所选修的课程（三张表联查），这个功能在很多的业务中都有使用到，为了简化操作，定义一个视图。 create view tb_stu_course_view as select s.name student_name, s.no student_no, c.name course_name from student s, student_course se,course c where s.id = sc.studentid and sc.courseid = c.id; select * from tb_stu_course_view; ``` ### 存储过程 - 介绍 - 存储过程是事先经过编译并存储在数据库中的一段 SQL 语句的集合，调用存储过程可以简化应用开发人员的很多工作，减少数据在数据库和应用服务器之间的传输，对于提高数据处理的效率是有好处的。 - 存储过程思想上很简单，就是数据库 SQL 语言层面的代码封装与重用。 - 特点 - 封装，复用 - 可以接收参数，也可以返回数据 - 减少网络交互，效率提升 - 创建 ```sql CREATE PROCEDURE 存储过程名称([参数列表]) BEGIN -- SQL语句 END; ``` - 调用 ```sql CALL 名称([参数]); ``` - 查看 ```sql SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.ROUTINES WHERE ROUTINE_SCHEMA = 'XXX' ; -- 查询指定数据库的存储过程及状态信息 SHOW CREATE PROCEDURE 存储过程名称; -- 查询某个存储过程的定义 ``` - 删除 ```sql DROP PROCEDURE [IF EXISTS] 存储过程名称; ``` - 注意：在命令行中,执行创建存储过程的SQL时,需要通过关键字`delimiter`指定SQL语句的结束符。 ```sql -- 存储过程基本语法 -- 创建 create procedure p1() begin select count(*) from tb_user; end; -- 调用 call p1(); -- 查看 select * from information_schema.ROUTINES where ROUTINE_SCHEMA = 'test'; show create procedure p1; -- 删除 drop procedure if exists p1; -- -----控制台------ -- mysql> delimiter $$ -- mysql> create procedure p1() -- -> begin -- -> select count(*) from tb_user; -- -> end$$ -- mysql> delimiter ; -- mysql> call p1()$$ ``` - 变量 - `系统变量`：是MySQL服务器提供,不是用户定义的,属于服务器层面。分为全局变量(`GLOBAL`) 、会话变量(`SESSION`) 。 - 查看系统变量 ```sql SHOW [SESSION|GLOBAL] VARIABLES; --查看所有系统变量 SHOW [SESSION|GLOBAL] VARIABLES LIKE '...'; --可以通过LIKE模糊匹配方式查找变量 SELECT @@[SESSION|GLOBAL] 系统变量名; -- 查看指定变量的值 ``` - 设置系统变量 ```sql SET [SESSION|GLOBAL] 系统变量名=值; SET @@[SESSION|GLOBAL] 系统变量名=值; ``` - 注意： - 如果没有指定SESSION/GLOBAL,默认是SESSION，会话变量。 - mysql服务重新启动之后,所设置的全局参数会失效,要想不失效,可以在/etc/my.cnf中配置。 ```sql -- 变量：系统变量 -- 查看系统变量 show variables ; show session variables ; show session variables like 'auto%'; show global variables like 'auto%'; select @@autocommit; select @@session.autocommit; select @@global.autocommit; -- 设置系统变量 set session autocommit = 0; set global autocommit = 0; ``` - `用户定义变量`：是用户根据需要自己定义的变量,用户变量不用提前声明,在用的时候直接用"@变量名"使用就可以。其作用域为当前连接。 - 赋值 ```sql SET @varname = expr [, @var_name = expr]...; SET @var_name := expr [, @var_name :=expr]...; SELECT @var_name := expr [, @var_name:=expr]...; SELECT 字段名 INTO @var_name FROM 表名; ``` - 使用 ```sql SELECT @var_name; ``` - 注意 - 用户定义的变量无需对其进行声明或初始化,只不过获取到的值为NULL。 ```sql -- 变量：用户变量 -- 赋值 set @myname = 'itcast'; set @myage := 10; set @mygender := '男',@myhobby := 'java'; select @mycolor := 'red'; select count(*) into @mycount from tb_user; -- 使用 select @myname,@myage,@mygender,@myhobby; select @mycolor,@mycount; select @abc; -- NULL ``` - `局部变量`：是根据需要定义的在局部失效的变量,访问之前,需要DECLARE声明。可用作存储过程内的局部变量和输入参数,局部变量的范围是在其内声明的BEGIN... END块。 - 声明 ```sql DECLARE 变量名 变量类型[DEFAULT ...]; ``` - 变量类型就是数据库字段类型：INT、BIGINT、CHAR、VARCHAR、DATE、TIME等。 ```sql -- 变量：局部变量 -- 声明 - declare -- 赋值 create procedure p2() begin declare stu_count int default 0; select count(*) into stu_count from tb_user; select stu_count; end; call p2(); ``` - if - 语法 ```sql IF 条件1 THEN ... ELSEIF 条件2 THEN -- 可选 ... ELSE -- 可选 ... END IF; ``` ```sql -- 根据定义的分数score变量，判定当前分数对应的分数等级。 -- score >= 85分，等级为优秀。 -- score >= 60分 且 score < 85分，等级为及格。 -- score < 60分，等级为不及格。 create procedure p3() begin declare score int default 58; declare result varchar(10); if score >= 85 then set result := '优秀'; elseif score >= 60 then set result := '及格'; else set result := '不及格'; end if; select result; end; call p3(); ``` - 参数 | 类型 | 含义 | 备注 | | :-: | :- | :-: | | IN | 该类参数作为输入，也就是需要调用时传入值 | 默认 | | OUT | 该类参数作为输出，也就是该参数可以作为返回值 | | | INOUT | 既可以作为输入参数，也可以作为输出参数 | | - 语法 ```sql CREATE PROCEDURE 存储程名称([IN/OUT/INOUT 参数名 参数类型]) BEGIN -- SQL语句 END; ``` ```sql -- 根据传入的分数score变量，判定当前分数对应的分数等级，并返回。 -- score >= 85分，等级为优秀。 -- score >= 60分 且 score < 85分，等级为及格。 -- score < 60分，等级为不及格。 create procedure p4(in score int,out result varchar(10)) begin if score >= 85 then set result := '优秀'; elseif score >= 60 then set result := '及格'; else set result := '不及格'; end if; end; call p4(98,@result); select @result; -- 将传入的 200分制的分数，进行换算，换算成百分制，然后返回 -- inout create procedure p5(inout score double) begin set score := score * 0.5; end; set @score = 78; call p5(@score); select @score; ``` - case - 语法一 ```sql CASE case_value WHEN when_valuel THEN statement_list1 [WHEN yhen_value2 THEN statement_list2]... [ELSE statement_list] END CASE; ``` - 语法二 ```sql CASE WHEN search_condition1 THEN statement_list1 [WHEN search_condition2 THEN statement_list2]... [ELSE statement_list] END CASE; ``` ```sql -- 根据传入的月份，判定月份所属的季节（要求采用case结构）。 -- 1. 1-3月份，为第一季度 -- 2. 4-6月份，为第二季度 -- 3. 7-9月份，为第三季度 -- 4.10-12月份，为第四季度 create procedure p6(in month int) begin declare result varchar(10); case when month >=1 and month <=3 then set result := '第一季度'; when month >=4 and month <=6 then set result := '第二季度'; when month >=7 and month <=9 then set result := '第三季度'; when month >=10 and month <=12 then set result := '第四季度'; else set result := '非法参数'; end case ; select concat('您输入的月份为：',month,',所属的季度为：',result); end; call p6(); ``` - while - while 循环是有条件的循环控制语句。满足条件后，再执行循环体中的SQL语句。具体语法为： ```sql -- 先判定条件,如果条件为true,则执行逻辑,否则,不执行逻辑 WHILE 条件 DO SQL逻辑... END WHILE; ``` ```sql -- 计算从1累加到n的值，n为传入的参数值。 create procedure p7(in n int) begin declare total int default 0; while n do set total := total + n; set n := n-1; end while; select total; end; call p7(1000); -- 500500 ``` - repeat - repeat是有条件的循环控制语句,当满足条件的时候退出循环。具体语法为: ```sql -- 先执行一次逻辑，然后判定逻辑是否满足，如果满足，则退出。如果不满足，则继续下一次循环 REPEAT SQL逻辑... UNT 条件 END REPEAT; ``` ```sql -- 计算从1累加到n的值，n为传入的参数值。 -- 定义局部变量记录累加之后的值 create procedure p8(in n int) begin declare total int default 0; repeat set total := total + n; set n := n-1; until 0 >= n end repeat; select total; end; call p8(100); ``` - loop - LOOP 实现简单的循环，如果不在SQL逻辑中增加退出循环的条件，可以用其来实现简单的死循环。LOOP可以配合一下两个语句使用： - `LEAVE`：配合循环使用，退出循环。 - `ITERATE`：必须用在循环中，作用是跳过当前循环剩下的语句，直接进入下一次循环。 ```sql [begin_label:] LOOP SQL逻辑... END LOOP [end_label]; LEAVE lable; -- 退出指定标记的循环体 ITERATE lable; -- 直接进入下一次循环 ``` ```sql -- 1.计算从1累加到n的值，n为传入的参数值。 create procedure p9(in n int ) begin declare total int default 0; sum:loop if n<= 0 then leave sum; end if; set total := total+n; set n = n - 1; end loop sum; select total; end; call p9(10); -- 2.计算从1到n之间的偶数累加的值，n为传入的参数值。 create procedure p10(in n int ) begin declare total int default 0; if n % 2 = 1 then set n = n - 1; end if; sum:loop if n<= 0 then leave sum; end if; set total := total+n; set n = n - 2; end loop sum; select total; end; call p10(100); ``` - 游标 - 游标(CURSOR)是用来存储查询结果集的数据类型,在存储过程和函数中可以使用游标对结果集进行循环的处理。游标的使用包括游标的声明、OPEN、FETCH和CLOSE,其语法分别如下。 - 声明游标 ```sql DECLARE 游标名称 CURSOR FOR 查询语句; ``` - 打开游标 ```sql OPEN 游标名称; ``` - 获取游标记录 ```sql FETCH 游标名称 INTO 变量[变量]; ``` - 关闭游标 ```sql CLOSE 游标名称; ``` - 条件处理程序 - 条件处理程序(Handler)可以用来定义在流程控制结构执行过程中遇到问题时相应的处理步骤。具体语法为: ```sql DECLARE handler_action HANDLER FOR condition_value [,condition_value]... statement; handler_action CONTINUE: 继续执行当前程序 EXIT： 终止执行当前程序 condition_value SQLSTATE sqlstate_value: 状态码，如 02000 SQLWARNING: 所有以01开头的SQLSTATE代码的简写 NOT FOUND: 所有以02开头的SQLSTATE代码的简写 SQLEXCEPTION: 所有没有被SQLWARNING 或 NOT FOUND捕获的SQLSTATE代码的简写 ``` ```sql -- 根据传入的参数uage,来查询用户表tb_user中, -- 所有的用户年龄小于等于uage的用户姓名(name)和专业(profession) , -- 并将用户的姓名和专业插入到所创建的一张新表(id,name,profession)中。 -- 逻辑： -- A. 声明游标，存储查询结果集 -- B. 准备：创建表结构 -- C. 开启游标 -- D. 获取游标中的记录 -- E. 插入数据到新表中 -- F. 关闭游标 create procedure p11(in uage int) begin declare uname varchar(100); declare upro varchar(100); declare u_cursor cursor for select name,profession from tb_user where age <= uage; -- declare exit handler for SQLSTATE '02000' close u_cursor; declare exit handler for not found close u_cursor; drop table if exists tb_user_pro; create table if not exists tb_user_pro( id int primary key auto_increment, name varchar(100), profession varchar(100) ); open u_cursor; while true do fetch u_cursor into uname,upro; insert into tb_user_pro values(null, uname, upro); end while; close u_cursor; end; call p11(40); ``` ### 存储函数 存储函数是有返回值的存储过程，存储函数的参数只能是IN类型的。具体语法如下: ```sql CREATE FUNCTION 存储函数名称([参数列表]) RETURNS type [characteristic...] BEGIN -- SQL语句 RETURN ...; END; characteristic说明： DETERMINISTIC：相同的输入参数总是产生相同的结果 NO SQL：不包含 SQL 语句。 READS SQL DATA：包含读取数据的语句，但不包含写入数据的语句。 ``` ```sql -- 存储函数 -- 从1 到 n 的累加 create function fun1(n int) returns int deterministic begin declare total int default 0; while n>0 do set total := total + n; set n := n - 1; end while; return total; end; select fun1(100); ``` ### 触发器 - 介绍 - 触发器是与表有关的数据库对象,指在insert/update/delete之前或之后,触发并执行触发器中定义的SQL语句集合。触发器的这种特性可以协助应用在数据库端确保数据的完整性,日志记录,数据校验等操作。 - 使用别名OLD 和 NEW 来引用触发器中发生变化的记录内容,这与其他的数据库是相似的。现在触发器还只支持行级触发,不支持语句级触发。 | 触发器类型 | NEW 和 OLD | | :----: | :----- | | INSERT 型触发器 | NEW 表示将要或者已经新增的数据 | | UPDATE 型触发器 | OLD 表示修改之前的数据，NEW 表示将要或已经修改后的数据 | | DELETE 型触发器 | OLD 表示将要或者已经删除的数据 | - 语法 - 创建 ```sql CREATE TRIGGER trigger_name BEFORE/AFTER INSERT/UPDATE/DELETE ON tbl_name FOR EACH ROW -- 行级触发器 BEGIN trigger_stmt; END; ``` - 查看 ```sql SHOW TRIGGERS; ``` - 删除 ```sql DROP TRIGGER [schema_name]trigger_name; -- 如果没有指定schema_name,默认为当前数据库 ``` ```sql -- 通过触发器记录tb_user表的数据变更日志,将变更日志插入到日志表user_logs中,包含增加,修改,删除 -- 日志表 user_logs create table user_logs( id int(11) not null auto_increment, operation varchar(20) not null comment '操作类型, insert/update/delete', operate_time datetime not null comment '操作时间', operate_id int(11) not null comment '操作的ID', operate_params varchar(500) comment '操作参数', primary key(`id`) )engine=innodb default charset=utf8; -- 插入数据的触发器 create trigger tb_user_insert_trigger after insert on tb_user for each row begin insert into user_logs(id,operation,operate_time,operate_id,operate_params) values (null,'insert', now(), new.id, concat('插入的数据内容为: id = ',new.id,'，name = ',NEW.name,'，phone = ',NEW.phone,'，email = ', New.email,'，profession = ', NEW.profession)); end; -- 查看 show triggers ; -- 删除 drop trigger tb_user_insert_trigger; -- 插入数据到tb_user insert into tb_user(id, name, phone, email, profession, age, gender, status, createtime) VALUES (25, '9527', '18888888888', '9527@163.com','软件工程',24,'1','1',now()); -- 修改数据的触发器 create trigger tb_user_update_trigger after update on tb_user for each row begin insert into user_logs(id,operation,operate_time,operate_id,operate_params) values (null,'update', now(), new.id, concat('更新之前的数据: id = ',old.id,'，name = ',old.name,'，phone = ',old.phone,'，email = ', old.email,'，profession = ', old.profession, ' | 更新之后的数据: id = ',new.id,'，name = ',NEW.name,'，phone = ',NEW.phone,'，email = ', New.email,'，profession = ', NEW.profession )); end; -- 修改数据 update tb_user set age = 32 where id = 23; -- 删除数据的触发器 create trigger tb_user_delete_trigger after delete on tb_user for each row begin insert into user_logs(id,operation,operate_time,operate_id,operate_params) values (null,'delete', now(), old.id, concat('删除之前的数据: id = ',old.id,'，name = ',old.name,'，phone = ',old.phone,'，email = ', old.email,'，profession = ', old.profession )); end; -- 删除数据 delete from tb_user where name = '9527'; ``` ## 锁 ### 概述 - 锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。在数据库中,除传统的计算资源(CPU、 RAM、 1/O)的争用以外,数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。 - MySQL中的锁，按照锁的粒度分，分为以下三类： - 全局锁：锁定数据库中的所有表。 - 表级锁：每次操作锁住整张表。 - 行级锁：每次操作锁住对应的行数据。 ### 全局锁 - 介绍 - 全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例就处于只读状态,后续的DML的写语句, DDL语句,已经更新操作的事务提交语句都将被阻塞。 - 其典型的使用场景是做全库的逻辑备份,对所有的表进行锁定,从而获取一致性视图,保证数据的完整性。 - 语法 ```sql flush tables with read lock; mysqldump -uroot -p1234 itcast > itcast.sql unlock tables; ``` ``` # 例： # 加全局锁 mysql> flush tables with read lock; # 存储库 (控制台命令) PS I:\phpstudy_pro\Extensions\MySQL8.0.12\bin> .\mysqldump -h 192.168.119.130 -uroot -p1234 test > I:/test.sql # 解锁 mysql> unlock tables; ``` - 特点 - 数据库中加全局锁，是一个比较重的操作，存在以下问题： - 如果在主库上备份,那么在备份期间都不能执行更新,业务基本上就得停摆。 - 如果在从库上备份,那么在备份期间从库不能执行主库同步过来的二进制日志(binlog),会导致主从延迟。 - 在InnoDB引擎中，我们可以在备份时加上参数 `--single-transaction` 参数来完成不加锁的一致性数据备份。 ```sql mysqldump --sigle-transaction -uroot -p1234 itcast > itcast.sql ``` ### 表级锁 - 介绍 - 表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。应用在MyISAM、InnoDB、BDB等存储引擎中。 - 表级锁主要分为以下三类： - 表锁 - 元数据锁（meta data lock, MDL） - 意向锁 - 表锁 - 表锁分两类： - 表共享读锁（read lock）（所有客户端 只能读，不能写） - 表共享写锁（write lock）（当前客户端可读写，其他客户端不可读写） - 语法： - 加锁：`lock tables 表名... read/write` - 解锁：`unlock tables / 断开客户端连接` - 读锁不会阻塞其他客户端的读,但是会阻塞写。写锁既会阻塞其他客户端的读,又会阻塞其他客户端的写客 - 元数据锁（meta data lock, MDL） - MDL加锁过程是系统自动控制，无需显式使用，在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护表元数据的数据一致性，在表上有活动事务的时候，不可以对元数据进行写入操作。`为了避免DML与QDL冲突，保证读写的正确性。` - 在MySQL5.5中引入了MDL,当对一张表进行增删改查的时候,加MDL读锁(共享);当对表结构进行变更操作的时候,加MDL写锁(排他)。 | 对应SQL | 锁类型 | 说明 | | :- | :- | :- | | lock tables xxx read/write | SHARED_READ_ONLY/SHARED_NO_READ_WRITE | | | select、 select... lock in share mode | SHAR*ED_READ | 与SHARED_READ、SHARED_WRITE兼容，与EXCLUSIVE互斥 | | insert、 update、 delete、 select... for update | SHARED_WRITE | 与SHARED_READ、 SHARED_WRITE兼容，与EXCLUSIVE互斥 | | alter table... | EXCLUSIVE | 与其他的MDL都互斥 | - 查看元数据锁： ```sql select object_type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks ; ``` - 意向锁 - 为了避免DML在执行时,加的行锁与表锁的冲突,在InnoDB中引入了意向锁,使得表锁不用检查每行数据是否加锁,使用意向锁来减少表锁的检查。 - 意向共享锁(IS) : - 由语句select lock in share mode添加。 - 与表锁共享锁(read)兼容，与表锁排它锁(write)互斥。 - 意向排他锁(IX) : - 由insert, update, delete, select... for update添加。 - 与表锁共享锁(read)及排它锁(write)都互斥。意向锁之间不会互斥。 - 可以通过以下SQL,查看意向锁及行锁的加锁情况: ```sql select object_schema, object_name, index_name, lock_type, lock_mode, lock_data from performace_schema.data_locks; ``` ``` # 客户端1 mysql> select * from score where id = 1 lock in share mode; # 客户端2 mysql> select object_schema, object_name, index_name, lock_type, lock_mode, lock_data from performace_schema.data_locks; mysql> lock tables score read; # 成功 mysql> unlock tables; # 释放 mysql> lock tables score write; # 阻塞 # 客户端1 mysql> commit; # 客户端2 解除阻塞 ``` ### 行级锁 - 介绍 - 行级锁，每次操作锁住对应的行数据。锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应用在InnoDB存储引擎中。 - InnoDB的数据是基于索引组织的,行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的,而不是对记录加的锁。对于行级锁,主要分为以下三类: - 行锁（Record Lock）：锁定单食行记录的锁，防止其他事务对此行进行update和delete。在RC、RR隔离级别下都支持。 - 间隙锁（Gap Lock）： 锁定索引记录间隙(不含该记录)，确保索引记录间隙不变,防止其他事务在这个间隙进行insert，产生幻读。在RR隔离级别下都支持。 - 临键锁（Next-Key Lock）：行锁和间隙锁组合，同时锁住数据，并锁住数据前面的间隙Gap。在RR隔离级别下支持。 - 行锁 - InnoDB实现了以下两种类型的行锁: - 共享锁(S) :允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排它锁。 - 排他锁(X) ：允许获取排他锁的事务更新数据,阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。 | 类型 | s(共享锁) | x(排他锁) | | :-: | :-: | :-: | | s(共享锁) | 兼容 | 冲突 | | x(排他锁) | 冲突 | 冲突 | | SQL | 行锁类型 | 说明 | | :- | :- | :- | | INSERT... | 排他锁 | 自动加锁 | | UPDATE... | 排他锁 | 自动加锁 | | DELETE... | 排他锁 | 自动加锁 | | SELECT （正常） | 不加任何锁 | | | SELECT... LOCK IN SHARE MODE | 共享锁 | 需要手动在SELECT之后加LOCK IN SHARE MODE | | SELECT...FOR UPDATE | 排他锁 | 需要手动在SELECT之后加FOR UPDATE | - 默认情况下, InnoDB在REPEATABLE READ事务隔离级别运行, InnoDB使用next-key 锁进行搜索和索引扫描,以防止幻读。 - 针对唯一索引进行检索时,对已存在的记录进行等值匹配时,将会自动优化为行锁。 - InnoDB的行锁是针对于索引加的锁,不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中的所有记录加锁,此时`就会升级为表锁`。 - 可以通过以下SQL,查看意向锁及行锁的加锁情况： ```sql select object_schema, object_name, index_name, lock_type, lock_mode, lock_data from performace_schema.data_locks; ``` - 间隙锁/临键锁 - 默认情况下, InnoDB在REPEATABLE READ事务隔离级别运行, InnoDB使用next-key 锁进行搜索和索引扫描,以防止幻读。 - 索引上的等值查询（唯一索引），给不存在的记录加锁时，优化为间隙锁。 - 索引上的等值查询（普通索引），向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，next-key lock 退化为间隙锁。 - 索引上的范围查询（唯一索引）--会访问到不满足条件的第一个值为正。 - 注意： - 间隙锁唯一目的是防止其他事务插入间隙。间隙锁可以共存，一个事务采用的间隙锁不会阻止另一个事务在同一间隙上采用间隙锁。 ## InnoDB核心 ### 逻辑存储结构 ![Alt text](image-5.png) - 表空间(ibd文件) - 一个mysql实例可以对应多个表空间,用于存储记录、索引等数据。 ```sql # mysql存储目录 mysql.ibd cd /vsr/lib/mysql ``` - 段 - 分为数据段(Leaf node segment) 、索引段(Non-leaf node segment) 、回滚段(Rollback segment) , InnoDB是索引组织表，数据段就是B+树的叶子节点，索引段即为B+树的非叶子节点。段用来管理多个Extent（区）。 - 区 - 表空间的单元结构,每个区的大小为1M。默认情况下, InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区中一共有64个连续的页。 - 页 - 是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元,每个页的大小默认为16KB。为了保证页的连续性, InnoDB存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。 - 行 - InnoDB 存储引擎数据是按行进行存放的。 - Trx_id：每次对某条记录进行改动时,都会把对应的事务id赋值给trx_id隐藏列。 - Roll_pointer：每次对某条引记录进行改动时，都会把旧的版本写入到undo日志中，然后这个隐藏列就相当于一个指针，可以通过它来找到该记录修改前的信息。 ### 架构 MySQL5.5 版本开始，默认使用InnoDB存储引擎，它擅长事务处理，具有崩溃恢复特性，在日常开发中使用非常广泛。下面是InnoDB架构图，左侧为内存结构，右侧为磁盘结构。 ![Alt text](image-6.png) #### 内存架构 - Buffer Pool： - 缓冲池是主内存中的一个区域,里面可以缓存磁盘上经常操作的真实数据,在执行增删改查操作时，先操作缓冲池中的数据（若缓冲池没有数据，则从磁盘加载并缓存），然后再以一定频率刷新到磁盘，从而减少磁盘1O，加快处理速度。 - 缓冲池以Page页为单位,底层采用链表数据结构管理Page。根据状态,将Page分为三种类型: - free page：空闲page，未被使用。 - clean page：被使用page，数据没有被修改过。 - dirty page：脏页，被使用page，数据被修改过，也中数据与磁盘的数据产生了不一致。 - Change Buffer: - 更改缓冲区(针对于非唯一二级索引页) ,在执行DML语句时,如果这些数据Page没有在Buffer Pool中,不会直接操作磁盘,而会将数据变更存在更改缓冲区Change Buffer中,在未来数据被读取时，再将数据合并恢复到Buffer Pool中，再将合并后的数据刷新到磁盘中。 - Change Buffer的意义是什么？ - 与聚集索引不同，二级索引通常是非唯一的，并且以相对随机的顺序插入二级索引。同样，删除和更新可能会影响索引树中不相邻的二级索引页,如果每一次都操作磁盘,会造成大量的磁盘10。有了ChangeBuffer之后，我们可以在缓冲池中进行合并处理，减少磁盘IO。 - Adaptive Hash Index： - 自适应hash索引，用于优化对Buffer Pool数据的查询。InnoDB存储引擎会监控对表上各索引页的查询，如果观察到hash索引可以提升速度，则建立hash索引，称之为自适应hash索引。 - `自适应哈希索引，无需人工干预，是系统根据情况自动完成。` - 参数: adaptive_hash_index - Log Buffer: - 日志缓冲区,用来保存要写入到磁盘中的log日志数据(redo log、 undo log) ,默认大小为16MB,日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要更新、插入或删除许多行的事务,增加日志缓冲区的大小可以节省磁盘1/0。 - 参数： - innodb_log_buffer_size： 缓冲区大小 - innodb_flush_log_at_trx_commit：日志刷新到磁盘时机 - 1: 日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘。 - 0：每秒将日志写入并刷新到磁盘一次。 - 2：日志在每次事务提交后写入，并每秒刷新到磁盘一次。 ```sql mysql> show variables like '%hash_index%'; # 自适应hash mysql> show variables like '%log_buffer_size%'; # 缓冲区大小 mysql> show variables like '%flush_log%'; # 日志刷新到磁盘时机 ``` #### 磁盘结构 - System Tablespace： - 系统表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间而不是每个表文件或通用表空间中创建的，它也可能包含表和索引数据。(在MySQL5.x版本中还包含InnoDB数据字典、undolog等) - 参数: innodb_data_file_path ```sql mysql> show variables like '%data_file_path%'; # 系统表空间 # 系统表空间文件 ibdata1 cd /var/lib/mysql ``` - File-Per-Table Tablespaces： - 每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引，并存储在文件系统上的单个数据文件中。 - 参数: innodb_file_per_table - General Tablespaces: - 通用表空间,需要通过CREATE TABLESPACE语法创建通用表空间,在创建表时,可以指定该表空间。 ```sql mysql> create tablespace ts_itheima add datafile 'myitheima.ibd' engine = innodb; mysql> create table a(id int primary key auto_increement, name varchar(10)) engine=innodb tablespace ts_itheima; ``` - Undo Tablespaces: - 撤销表空间, MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间（初始大小16M），用于存储undo log日志。 - Temporary Tablespaces: - InnoDB使用会话临时表空间和全局临时表空间。存储用户创建的临时表等数据。 - Doublewrite Buffer Files: - 双写缓冲区, innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前,先将数据页写入双写缓冲区文件中，便于系统异常时恢复数据。 - 涉及两个文件： - `#ib_16384_0.dblwr` - `#ib_16384_1.dblwr` - Redo Log: - 重做日志,是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成: - 重做日志缓冲(redo log buffer) - 重做日志文件(redo log) - 前者是在内存中,后者在磁盘中。当事务提交之后会把所有修改信息都会存到该日志中,用于在刷新脏页到磁盘时,发生错误时,进行数据恢复使用。 - 以循环方式写入重做日志文件，涉及两个文件： - `ib_logfile0` - `ib_logfile1` #### 后台线程 - Master Thread - 核心后台线程,负责调度其他线程,还负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘中,保持数据的一致性,还包括脏页的刷新、合并插入缓存、undo页的回收。 - IO Thread - 在InnoDB存储引擎中大量使用了AIO来处理IO请求,这样可以极大地提高数据库的性能,而1OThread主要负责这些IO请求的回调。 | 线程类型 | 默认个数 | 职责 | | :- | :-: | :- | | Read thread | 4 | 负责读操作 | | Write thread | 4 | 负责写操作 | | Log thread | 1 | 负责将日志缓冲区刷新到磁盘 | | Insert buffer thread | 1 | 负责将写缓冲区内容刷新到磁盘 | ```sql # 查看innodb 状态 mysql> show engine innodb status; ``` - Purge Thread - 主要用于回收事务已经提交了的undo log,在事务提交之后, undo log可能不用了,就用它来回收。 - Page Cleaner Thread - 协助Master Thread刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻 Master Thread的工作压力，减少阻塞。 ### 事务原理 - 事务 - 事务是一组操作的集合,它是一个不可分割的工作单位,事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求,即这些操作要么同时成功，要么同时失败。 - 特性 - 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。 - 一致性（Consistency）：事务完成时,必须使所有的数据都保持一致状态。 - 隔离性（Isolation）：数据库系统提供的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。 - 持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。 - redo log （持久性） - 重做日志,记录的是事务提交时数据页的物理修改,是用来实现事务的持久性。 - 该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo log file) ,前者是在内存中,后者在磁盘中。当事务5提交之后会把所有修改信息都存到该日志文件中,用于在刷新脏页到磁盘,发生错误时,进行数据恢复使用。 - undo log （原子性） - 回滚日志,用于记录数据被修改前的信息,作用包含两个:提供回滚 和MVCC(多版本并发控制)。 - undo log和redo log记录物理日志不一样,它是逻辑日志。可以认为当delete一条记录时, undo log中会记录一条对应的insert记录,反之亦然,当update一条记录时,它记录一条对应相反的update记录。当执行rollback时,就可以从undo log中的逻辑记录读取到相应的内容并进行回滚。 - Undo log销毁: - undo log在事务执行时产生,事务提交时,并不会立即删除undo log,因为这些日志可能还用于MVCC。 - Undo log存储: - undo log采用段的方式进行管理和记录,存放在前面介绍的 rollback segment 回滚段中,内部包含1024个undo log segment。 ### MVCC - 当前读 - 读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录,会对读取的记录进行加锁。对于我们日常的操作,如:select . lock in share mode(共享锁), select ... for update, update, insert, delete(排他锁)都是一种当前读。 - 快照读 - 简单的select (不加锁)就是快照读,快照读,读取的是记录数据的可见版本,有可能是历史数据,不加锁,是非阻塞读。 - Read Committed：每次select，都生成一个快照读。 - Repeatable Read：开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。 - Serializable：快照读会退化为当前读。 - MVCC - 全称 Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使得读写操作没有冲突，快照读为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。MVCC的具体实现,还需要依赖于数据库记录中的`三个隐式字段`、`undo log日志`、`readView`。 #### MVCC-实现原理 - 记录中的隐藏字段 ![Alt text](image-7.png) | 隐藏字段 | 含义 | | :- | :- | | DB_TR_ID | 最近修改事务ID，记录插入这条记录或最后一次修改该记录的事务ID。 | | DB_ROLL_PTR | 回滚指针，指向这条记录的上一个版本，用于配合undo log，指向上一个版本。 | | DB_ROW_ID | 隐藏主键，如果表结构没有指定主键，将会生成该隐藏字段。 | ```sql # 进入mysql目录 [root@localhost ~]# cd /var/lib/mysql # 进入数据库文件 [root@localhost ~]# cd itmeima/ # 查看表空间文件 [root@localhost ~]# ibd2sdi tb_user.ibd ``` - undo log - 回滚日志,在insert、 update、delete的时候产生的便于数据回滚的目志。 - 当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可被立即删除。 - 而update，delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，不会立即被删除。 - undo log版本链 - 不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undolog生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表尾部是最早的旧记录。 ![Alt text](image-8.png) - readview - ReadView (读视图)是 快照读 SQL执行时MVCC提取数据的依据,记录并维护系统当前活跃的事务（未提交的) id。 - ReadView中包含了四个核心字段： | 字段 | 含义 | | :- | :- | | m_ids | 当前活跃的事务ID集合 | | min_trx_id | 最小活跃事务ID | | max_trx_id | 预分配事务ID，当前最大事务ID+1（因为事务ID是自增的） | | creator_trx_id | ReadView创建者的事务ID | - 版本链数据访问规则 （trx_id：代表是当前事务ID） 1. trx_id == creator_trx_id ？ 可以访问该版本 ---> 成立，说明数据是当前这个事务更改的。 2. trx_id < min_trx_id ？ 可以访问该版本 ---> 成立，说明数据已经提交了。 3. trx_id > max_trx_id ？ 不可以访问该版本 ---> 成立，说明该事务是在ReadView生成后才开启。 4. min_trx_id <= trx_id <= max_trx_id ？ 如果trx_id不在m_ids中是可以访问该版本的 ---> 成立，说明数据已经提交了。 - 不同的隔离级别，生成ReadView的时机不同： - READ COMMITTED：在事务中每一次执行快照读时生成ReadView。 ![Alt text](image-9.png) - REPEATABLE READ：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView,后续复用该ReadView。 ![Alt text](image-10.png) ![Alt text](image-11.png) ## MySQL管理 ### 系统数据库 Mysql数据库安装完成后,自带了一下四个数据库,具体作用如下: | 数据库 | 含义 | | :- | :- | | mysql | 存储MySQL服务器正常运行所需要的各种信息（时区、主从、用户、权限等） | | information_schema | 提供了访问数据库元数据的各种表和视图,包含数据库、表、字段类型及访问权限等 | | performance_schema | 为MySQL服务器运行时状态提供了一个底层监控功能,主要用于收集数据库服务器性能参数 | | sys | 包含了一系列方便DBA和开发人员利用performance_schema 性能数据库进行性能调优和诊断的视图 | ### 常用工具 - mysql - 该mysql不是指mysql服务,而是指mysql的客户端工具。 ```sql # 语法： # mysql [options] [database] # 选项： -u, --user=name # 指定用户名 -p, --password[=name] # 指定密码 -h, --host=name # 指定服务器IP或域名 -P, --port=port # 指定连接端口 -e, --execute=name # 执行SQL语句并退出 # -e选项可以在Mysq客户端执行sQL语句，而不用连接到MySQL数据库再执行，对于一些批处理脚本，这种方式尤其方便。 # 示例： mysql -uroot -p123456 db01 -e "select* from stu"; ``` - mysqladmin - mysqladmin是一个执行管理操作的客户端程序。可以用它来检查服务器的配置和当前状态、创建并删除数据库等。 ```sql # 通过帮助文档查看选项： mysqladmin --help # 示例： mysqladmin -uroot -p123456 drop 'test01'; mysqladmin -uroot -p123456 version; ``` - mysqlbinlog - 由于服务器生成的二进制日志文件以二进制格式保存,所以如果想要检查这些文本的文本格式,就会使用到mysqlbinlog日志管理工具。 ```sql # 语法： mysqlbinlog [options] log-files1 log-files2 ... # 示例： -d, --database=name # 指定数据库名称，只列出指定的数据库相关操作。 -0, --offset=# # 忽略掉日志中的前n行命令。 -r,--result-file=name # 将输出的文本格式日志输出到指定文件。 -s, --short-form # 显示简单格式， 省略掉一些信息。 --start-datatime=date1 --stop-datetime=date2 # 指定日期间隔内的所有日志。 --start-position=pos1 --stop-position=pos2 # 指定位置间隔内的所有日志。 ``` - mysqlshow - mysqlshow客户端对象查找工具,用来很快地查找存在哪些数据库、数据库中的表、表中的列或者索引。 ```sql # 语法： mysqlshow [options] [db_name [table_name [col_name]]] # 选项： --count 显示数据库及表的统计信息（数据库，表均可以不指定） -i 显示指定数据库或者指定表的状态信息 # 示例： # 查询每个数据库的表的数量及表中记录的数量 mysqlshow -uroot -p2143 --count # 查询test库中每个表中的字段书，及行数 mysqlshow-uroot-p2143 test--count # 查询test库中book表的详细情况 mysalshow -uroot -p2143 test book --count ``` - mysqldump - mysqldump客户端工具用来备份数据库或在不同数据库之间进行数据迁移。备份内容包含创建表,及插入表的sQL语句。 ```sql # 语法： mysqldump [options] db_name [tables] mysqldump [options] --database/-B db1 [db2 db3 ...] mysqldump [options] --all-databases/-A # 连接选项： -u, --user=name # 指定用户名 -p, --password[=name] # 指定密码 -h, --host=name # 指定服务器ip或域名 -P, --port=# # 指定连接端口 # 输出选项： --add-drop-database # 在每个数据库创建语句前加上 drop database 语句 --add-drop-table # 在每个表创建语句前加上 drop table 语句，默认开启；不开启（--skip-add-drop-table) -n,--no-create-db # 不包含数据库的创建语句 -t,--no-create-info # 不包含数据表的创建语句 -d,--no-data # 不包含数据 -T,--tab=name # 自动生成两个文件:一个.sql文件,创建表结构的语句;一个.txt文件,数据文件 ``` - mysqlimport/source - mysqlimport是客户端数据导入工具,用来导入mysqldump加-T参数后导出的文本文件。 ```sql # 语法: mysqlimport [options] db_name textfile1 [textfile2...] # 示例： mysqlimport -uroot -p2143 test /tmp/city.txt ``` - 如果需要导入sql文件,可以使用mysql中的source 指令: ```sql # 语法： source /root/xxxxx.sql ``` # 运维 ## 日志 ### 错误日志 错误日志是 MySQL 中最重要的日志之一，它记录了当 mysqld 启动和停止时，以及服务器在运行过程中发生任何严重错误时的相关信息当数据库出现任何故障导致无法正常使用时，建议首先查看此日志。 该日志是默认开启的，默认存放目录/var/log/，默认的日志文件名为mysqld.log。查看日志位置： ```sql show variables like '%log_error%' ``` ### 二进制日志 - 介绍 - 二进制日志（BINLOG）记录了所有的DDL （数据定义语言）语句和DML （数据操纵语言）语句，但不包括数据查询（SELECT, SHOW）语句。 - 作用： - 灾难时的数据恢复； - MySQL的主从复制。在MySQL8版本中，默认二进制日志是开启着的，涉及到的参数如下： ```sql show variables like '%log_bin%' ``` - 日志格式 - MySQL服务器中提供了多种格式来记录二进制日志,具体格式及特点如下: | 日志格式 | 含义 | | :- | :- | | STATEMENT | 基于SQL语句的日志记录，记录的是SQL语句，对数据进行修改的SQL都会记录在日志文件中。 | | ROW | 基于行的日志记录，记录的是每一行的数据变更。（默认） | | MIXED | 混合了STATEMENT和ROW两种格式,默认采用STATEMENT,在某些特殊情况下会自动切换为ROW进行记录。 | ```sql show variables like '%binlog_format%'; ``` - 日志查看 - 由于日志是以二进制方式存储的,不能直接读取,需要通过二进制日志查询工具mysqlbinlog来查看: ```sql # 语法： mysqlbinlog [参数选项] logfilename # 参数选项： -d # 指定数据库名称，只列出指定的数据库相关操作。 -o # 忽略掉日志中的前n行命令。 -V # 将行事件(数据变更)重构为SQL语句 -W # 将行事件(数据变更)重构为SQL语句,并输出注释信息 ``` - 日志删除 - 对于比较繁忙的业务系统，每天生成的binlog数据巨大，如果长时间不清除，将会占用大量磁盘空间。可以通过以下几种方式清理日志: | 指令 | 含义 | | :- | :- | | reset master | 删除全部 binlog 日志，删除之后，日志编号，将从 binlog.000001重新开始 | | purge master logs to 'binlog.******' | 删除编号之前的所有日志 | | purge master logs before 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss' | 删除日志为"yyyy-mm-dd hh24:mi:ss" 之前产生的所有日志 | - 也可以在mysql的配置文件中配置二进制日志的过期时间(默认三十天)，设置了之后，二进制日志过期会自动删除。 ```sql show variables like '%binlog_expire%'; ``` ### 查询日志 - 查询日志中记录了客户端的所有操作语句，而二进制日志不包含查询数据的SQL语句。默认情况下,查询日志是未开启的。如果需要开启查询日志，可以设置以下配置： ```sql show variables like '%general%'; ``` - 修改MySQL的配置文件/etc/my.cnf文件,添加如下内容: ```sql # 该选项用来开启查询日志，可选值：0或者1；0代表关闭，1代表开启 general_log=1 # 设置日志的文件名，如果没有指定，默认的文件名为host_name.log general_log_file=mysql_query.log ``` ### 慢查询日志 - 慢查询日志记录了所有执行时间超过参数long_query_time 设置值并且扫描记录数不小于min_examined_row_limit的所有的SQL语句的日志,默认未开启。long_query_time默认为10秒,最小为0,精度可以到微秒。 ```sql # 慢查询日志 slow_query_log=1 # 执行时间参数 long_query_time=2 ``` - 默认情况下,不会记录管理语句,也不会记录不使用索引进行查找的查询。可以使用log_slow_admin_statements和更改此行为log_queries_not_using_indexes,如下所述。 ```sql # 记录执行较慢的管理语句 log_slow_admin_statements=1 # 记录执行较慢的未使用索引的语句 log_queries_not_using_indexes=1 ``` ## 主从复制 - 概述 - 主从复制是指将主数据库的DDL和DML操作通过二进制日志传到从库服务器中,然后在从库上对这些日志重新执行（也叫重做）,从而使得从库和主库的数据保持同步。 - MySQL支持一台主库同时向多台从库进行复制，从库同时也可以作为其他从服务器的主库，实现链状复制。 - MySQL 复制的有点主要包含以下三个方面： 1. 主库出现问题，可以快速切换到从库提供服务。 2. 实现读写分离，降低主库的访问压力。 3. 可以在从库中执行备份，以避免备份期间影响主库服务。 - 原理 ![Alt text](image-12.png) - 从上图来看，复制分成三步： 1. Master主库在事务提交时,会把数据变更记录在二进制日志文件Binlog中。 2. 从库读取主库的二进制日志文件Binlog,写入到从库的中继日志Relay Log。 3. slave重做中继日志中的事件,将改变反映它自己的数据。 - 搭建 - 服务器准备 ![Alt text](image-13.png) - 准备好两台服务器之后,在上述的两台服务器中分别安装好MySQL,并完成基础的初始化准备工作。 - 主库配置 - 修改配置文件/etc/my.cnf ```sql # mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 -2³²-1，默认为1 server-id=1 # 是否只读，1代表只读，0代表读写 read-only=0 # 忽略的数据,指不需要同步的数据库 # binlog-ignore-db=mysql #指定同步的数据库 # binlog-do-db=db01 ``` - 重启服务器 ```sql systemctl restart mysqld ``` - 登录mysql，创建远程连接的账号,并授予主从复制权限 ```sql # 创建itcast用户，并设置密码，该用户可在任意主机连接该MySQL服务 CREATE USER 'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456'; # 为 'itcast'@'%' 用户分配主从复制权限 GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'@'%'; ``` - 通过指令，查看二进制日志坐标 ```sql show master status; ``` 字段说明： - file：从哪个日志文件开始推送日志文件 - position：从哪个位置开始推送日志 - binlog_ignore_db：指定不需要同步的数据库 - 从库配置 - 修改配置文件/etc/my.cnf ```sql # mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围：1 -2³²-1，和主库不一样即可 server-id=2 # 是否只读，1代表只读，0代表读写 read-only=1 ``` - 重启MySQL服务 ```sql systemctl restart mysqld ``` - 登录mysql，设置主库配置 ```sql CHANGE REPLICATION SOURCE TO SOURCE_HOST='xxx.xxx', SOURCE_USER='xxx', SOURCE_PASSWORD='xxx', SOURCE_LOG_FILE='xxx', SOURCE_LOG_POS=xxx; ``` 上述是8.0.23中的语法。如果mysql是8.0.23之前的版本,执行如下SQL: ```sql CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx', MASTER_USER='xxx', MASTER_PASSWORD='xxx', MASTER_LOG_FILE='xxx', MASTER_LOG_POS=xxx; ``` | 参数名 | 含义 | 8.0.23之前 | | :- | :- | :- | | SOURCE_HOST | 主库IP地址 | MASTER HOST | | SOURCE_USER | 连接主库的用户名 | MASTER USER | | SOURCE_PASSWORD | 连接主库的密码 | MASTER_PASSWORD | | SOURCE_LOG_FILE | binlog日志文件名 | MASTER_LOG_FILE | | SOURCE_LOG_POS | binlog日志文件位置 | MASTER_LOG_POS | - 开启同步操作 ```sql # 8.0.22版本之后 start replica; # 8.0.22版本之前 start slave; ``` - 查看主从同步状态 ```sql # 8.0.22版本之后 show replica status; # 8.0.22版本之前 show slave status; ``` - 测试 - 在主库上创建数据库、表，并插入数据 ```sql create database db01; use db01; create table tb_user( id int(11) primary key not null auto_increment, name varchar(50) not null, sex varchar(1) )engine=innodb default charset=utf8mb4; insert into tb_user(id,name,sex) values(null,'Tom', '7'),(null,'Trigger','0'),(null, 'Dawn','7'); ``` - 在从库中查询数据，验证主从是否同步。 ## 分库分表 ### 介绍 - 问题分析 - 随着互联网及移动互联网的发展,应用系统的数据量也是成指数式增长,若采用单数据库进行数据存储,存在以下性能瓶颈: 1. IO瓶颈:热点数据太多，数据库缓存不足，产生大量磁盘IO，效率较低。请求数据太多，带宽不够，网络IO瓶颈。 2. CPU瓶颈:排序、分组、连接查询、聚合统计等SQL会耗费大量的CPU资源,请求数太多, CPU出现瓶颈。 - 拆分策略 - 垂直拆分 - 垂直分库 - 以表为依据，根据业务将不同表拆分到不同库中。 - 特点： - 每个库的表结构都不一样。 - 每个库的数据也不一样。 - 所有库的并集是全量数据。 - 垂直分表 - 以字段为依据，根据字段属性将不同字段拆分到不同表中。 - 特点： - 每个表的结构都不一样。 - 每个表的数据也不一样，一般通过一列（主键/外键）关联。 - 所有表的并集是全量数据。 - 水平拆分 - 水平分库 - 以字段为依据，按照一定策略，将一个库的数据拆分到多个库中。 - 特点： - 每个库的表结构都一样。 - 每个库的数据都不一样。 - 所有库的并集是全量数据。 - 水平分表 - 以字段为依据，按照一定策略，将一个表的数据拆分到多个表中。 - 特点： - 每个表的表结构都一样。 - 每个表的数据都不一样。 - 所有表的并集是全量数据。 - 实现技术 - shardingJDBC:基于AOP原理，在应用程序中对本地执行的SQL进行拦截，解析、改写、路由处理。需要自行编码配置实现，只支持java语言，性能较高。 - MyCat：数据库分库分表中间件，不用调整代码即可实现分库分表，支持多种语言，性能不及前者。 ### Mycat 概述 Mycat是开源的、活跃的、基于Java语言编写的MySQL`数据库中间件`。可以像使用mysql一样来使用mycat，对于开发人员来说根本感觉不到mycat的存在。 优势： - 性能可靠稳定 - 强大的技术团队 - 体系寇善 - 社区活跃 ### Mycat 入门 - 下载 - 下载地址： [http://www.mycat.org.cn/](http://www.mycat.org.cn/) - 安装 - Mycat是采用java语言开发的开源的数据库中间件,支持Windows和Linux运行环境,下面介绍MyCat的Linux中的环境搭建。我们需要在准备好的服务器中安装如下软件。 - MySQL - JDK - Mycat | 服务器 | 安装软件 | 说明 | | :- | :- | :- | | 192.168.200.210 | JDK、 Mycat | MyCat中间件服务器 | | 192.168.200.210 | MySQL | 分片服务器 | | 192.168.200.213 | MySQL | 分片服务器 | | 192.168.200.214 | MySQL | 分片服务器 | - 概念 ![Alt text](image-14.png) ![Alt text](image-15.png) ![Alt text](image-17.png) - 启动服务 - 切换到Mycat的安装目录，执行如下指令，启动Mycat: ```sql # 启动 bin/mycat start # 停止 bin/mycat stop ``` - Mycat启动之后，占用端口号 8066。 ![Alt text](image-18.png) - 分片测试 - 通过如下指令,就可以连接并登陆MyCat。 ```sql mysql -h 192.168.200.210 -P 8066 -uroot -p123456 ``` - 然后就可以在MyCat中来创建表,并往表结构中插入数据,查看数据在MySQL中的分布情况。 ```sql CREATE TABLE TB_ORDER ( id BIGIN (20) NOT NULL, title VARCHAR(100) NOT NULL, PRIMARY KEY (id) )ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(1,'goods1'); INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(2, 'goods2'); INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(3,'goods3'); INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(1000000, 'goods1000000 '); INSERT INTO TB_ORDER(id,title) VALUES(10000000,'goods10000000'); ``` ### Mycat 配置 - schema.xml - schema.xml作为MyCat中最重要的配置文件之一,涵盖了MyCat的逻辑库、逻辑表、分片规则、分片节点及数据源的配置。 - 主要包含以下三组标签： - schema标签 ![Alt text](image-19.png) - schema标签用于定义MyCat实例中的逻辑库,一个MyCat实例中,可以有多个逻辑库,可以通过 schema标签来划分不同的逻辑库。 - MyCat中的逻辑库的概念,等同于MySQL中的database概念,需要操作某个逻辑库下的表时,也需要切换逻辑库(use xxx)。 - 核心属性： - name：指定自定义的逻辑库库名 - checkSQLschema：在SQL语句操作时指定了数据库名称，执行时是否自动去除；true：自动去除，false：不自动去除 - sqlMaxLimit：如果未指定limit进行查询，列表查询模式查询多少条记录 - table标签定义了MyCat中逻辑库schema下的逻辑表,所有需要拆分的表都需要在table标签中定义。 - 核心属性： - name：定义逻辑表表名，在该逻辑库下唯一 - dataNode:定义逻辑表所属的dataNode,该属性需要与dataNode标签中name对应;多个dataNode逗号分隔 - rule：分片规则的名字，分片规则名字是在rule.xml中定义的 - primaryKey：逻辑表对应真实表的主键 - type：逻辑表的类型，目前逻辑表只有全局表和普通表，如果未配置，就是普通表；全局表，配置为 global - datanode标签 ![Alt text](image-20.png) - dataNode标签中定义了MyCat中的数据节点,也就是我们通常说的数据分片。一个dataNode标签就是一个独立的数据分片。‘ - 核心属性： - name：定义数据节点名称 - dataHost：数据库实例主机名称，引用自 dataHost 标签中name属性 - database:定义分片所属数据库 - datahost标签 ![Alt text](image-21.png) - 该标签在MyCat逻辑库中作为底层标签存在，直接定义了具体的数据库实例、读写分离、心跳语句。 - 核心属性： - name：唯一标识，供上层标签使用 - maxCon/minCon：最大连接数/最小连接数 - balance：负载均衡策略，取值 0,1,2,3 - writeType：写操作分发方式（0：写操作转发到第一个writeHost，第一个挂了，切换到第二个；1：写操作随机分发到配置的writeHost） - dbDriver：数据库驱动，支持 native、jdbc ![Alt text](image-22.png) - rule.xml - rule.xml中定义所有拆分表的规则,在使用过程中可以灵活的使用分片算法,或者对同一个分片算法使用不同的参数,它让分片过程可配置化。主要包含两类标签: tableRule、 Function。 ![Alt text](image-23.png) - server.xml - server.xml配置文件包含了MyCat的系统配置信息,主要有两个重要的标签: system、 user。 - system标签 - 对应的系统配置项及其含义,参考资料。 ![Alt text](image-24.png) - user标签 ![Alt text](image-25.png) ### Mycat 分片 - 垂直拆分 - 场景 - 在业务系统中,涉及以下表结构,但是由于用户与订单每天都会产生大量的数据,单台服务器的数据存储及处理能力是有限的,可以对数据库表进行拆分，原有的数据库表如下。 ![Alt text](image-26.png) - 准备 ![Alt text](image-27.png) - 分别在三台MySQL中创建数据库shopping - 配置 ![Alt text](image-28.png) - 测试 - 在mycat的命令行中,通过source指令导入表结构,以及对应的数据,查看数据分布情况。 ```sql source /root/shopping-table.sql source /root/shopping-insert.sql ``` - 查询用户的收件人及收件人地址信息(包含省、市、区)。 ```sql select ua.user_id, ua.contact, p.province, c.city, r.area , ua.address from tb_user_address ua ,tb_areas_city c , tb_areas_provinces p ,tb_areas_region r where ua.province_id = p.provinceid and ua.city_id = c.cityid and ua.town_id = r.areaid; ``` - 查询每一笔订单及订单的收件地址信息(包含省、中、区)。 ```sql SELECT order_id, payment ,receiver, province , city , area FROM tb_order_master o, tb_areas_provinces p, tb_areas_city c, tb_areas_region r WHERE o.receiver_province = p.provinceid AND o.receiver_city = c.cityid AND o.receiver_region =r.areaid ; ``` - 全局表配置 - 对于省、市、区/县表tb_areas_provinces , tb_areas_city, tb_areas_region,是属于数据字典表,在多个业务模块中都可能会遇到,可以将其设置为全局表,利于业务操作。 - 水平拆分 - 准备 ![Alt text](image-29.png) - 分别在三台MySQL中创建数据库itcast。 - 配置 ![Alt text](image-30.png) - 分片规则 - 范围 - 根据指定的字段及其配置的范围与数据节点的对应情况,来决定该数据属于哪一个分片。 ![Alt text](image-31.png) - 取模 - 根据指定的字段值与节点数量进行求模运算，根据运算结果，来决定该数据属于哪一个分片。 ![Alt text](image-32.png) - 一致性hash - 所谓一致性哈希,相同的哈希因子计算值总是被划分到相同的分区表中,不会因为分区节点的增加而改变原来数据的分区位置。 ![Alt text](image-33.png) - 枚举 - 通过在配置文件中配置可能的枚举值,指定数据分布到不同数据节点上,本规则适用于按照省份、性别、状态拆分数据等业务。 ![Alt text](image-34.png) - 应用指定 - 运行阶段由应用自主决定路由到那个分片,直接根据字符子串（必须是数字)计算分片号。 ![Alt text](image-35.png) - 固定分片hash算法 - 该算法类似于十进制的求模运算,但是为二进制的操作,例如,取id的二进制低10位与1111111111进行位&运算。 - 特点： - 如果是求模，连续的值，分别分配到各个不同的分片；但是此算法会将连续的值可能分配到相同的分片，降低事务处理的难度。 - 可以均匀分配，也可以非均匀分配。 - 分片字段必须为数字类型。 ![Alt text](image-36.png) - 字符串hash解析 - 截取字符串中的指定位置的子字符串，进行hash算法，算出分片。 ![Alt text](image-37.png) - 按（天）日期分片 ![Alt text](image-38.png) - 按（月）日期分片 - 使用场景为按照月份来分片,每个自然月为一个分片。 ![Alt text](image-39.png) ### Mycat 管理及监控 - Mycat原理 ![Alt text](image-40.png) - Mycat管理 - Mycat默认开通2个端口,可以在server.xml中进行修改。 - 8066 数据访问端口，即进行DML和DDL操作。 - 9066 数据库管理端口，即mycat服务管理控制功能，用于管理mycat的整个集群状态 ```sql mysql -h 192.168.200.210-p 9066 -uroot -p123456 ``` | 命令 | 含义 | | :- | :- | | show @@help | 查看Mycat管理工具帮助文档 | | show @@version | 查看Mycat的版本 | | reload @@config | 重新加载Mycat的配置文件 | | show @@datasource | 查看Mycat的数据源信息 | | show @@datanode | 查看MyCat现有的分片节点信息 | | show @@threadpool | 查看Mycat的线程池信息 | | show @@sql | 查看执行的SQL | | show @@sql.sum | 查看执行的SQL统计 | - Mycat-eye - 介绍 - Mycat-web(Mycat-eye)是对mycat-server提供监控服务，功能不局限于对mycat-server使用。他通过JDBc连接对Mycat、 Mysql监控，监控远程服务器(目前仅限于linux系统)的cpu、内存、网络、磁盘。 - Mycat-eye运行过程中需要依赖zookeeper，因此需要先安装zookeeper。 - 安装 - Zookeeper安装 - MyCat-web安装 - 访问 [http://192.168.200.210:8082/mycat](http://192.168.200.210:8082/mycat) ## 读写分离 - 介绍 - 读写分离,简单地说是把对数据库的读和写操作分开,以对应不同的数据库服务器。主数据库提供写操作,从数据库提供读操作,这样能有效地减轻单台数据库的压力。 - 通过MyCat即可轻易实现上述功能,不仅可以支持MySQL,也可以支持Oracle和SQL Server。 ![Alt text](image-41.png) - 一主一从 | 主机 | 角色 | 用户名 | 密码 | | :-: | :-: | :-: | :-: | | 192.168.200.211 | master | root | 1234 | | 192.168.200.212 | slave | root | 1234 | - 一主一从读写分离 - 配置 - Mycat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控制。 ![Alt text](image-42.png) ![Alt text](image-43.png) | 参数值 | 含义 | | :-: | :- | | 0 | 不开启读写分离机制，所有读操作都发送到当前可用的writeHost上 | | 1 | 全部的readHost与备用的writeHost都参与select语句的负载均衡(主要针对于双主双从模式) | | 2 | 所有的读写操作都随机在writeHost, readHost上分发 | | 3 | 所有的读请求随机分发到writeHost对应的readHost上执行, writeHost不负担读压力 | - 双主双重 - 准备 - 一个主机Master1用于处理所有写请求，它的从机Slave1和另一台主机Master2还有它的从机Slave2负责所有读请求。当Master1主机宕机后，Master2 主机负责写请求，Master1、Master2 互为备机。架构图如下： ![Alt text](image-44.png) - 我们需要准备5台服务器，具体的服务器及软件安装情况如下： | 编号 | IP | 预装软件 | 角色 | | :-: | :-: | :-: | :- | | 1 | 192.168.200.210 | MyCat、 MySQL | MyCat中间件服务器 | | 2 | 192.168.200.211 | MySQL | M1 | | 3 | 192.168.200.212 | MySQL | S1 | | 4 | 192.168.200.213 | MySQL | M2 | | 5 | 192.168.200.214 | MySQL | S2 | - 关闭以上所有服务器的防火墙： ```sql systemctl stop firewalld systemctl disable firewalld ``` - 搭建 - 主库配置(Master1-192.168.200.211) - 修改配置文件/etc/my.cnf ```sql # mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围:1-2³²-1，默认为1 server-id=1 # 指定同步的数据库 binlog-do-db=db01 binlog-do-db=db02 binlog-do-db=db03 # 在作为从数据库的时候，有写入操作也要更新二进制日志文件 log-slave-updates ``` - 重启MySQL服务器 ```sql systemctl restart mysqld ``` - 主库配置(Master2-192.168.200.213) - 修改配置文件/etc/my.cnf ```sql # mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围:1-2³²-1，默认为1 server-id=3 # 指定同步的数据库 binlog-do-db=db01 binlog-do-db=db02 binlog-do-db=db03 # 在作为从数据库的时候，有写入操作也要更新二进制日志文件 log-slave-updates ``` - 重启MySQL服务器 ```sql systemctl restart mysqld ``` - 两台主库创建账户并授权 ```sql # 创建itcast用户,并设置密码,该用户可在任意主机连接该MySQL服务 CREATE USER 'itcast'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Root@123456' ; # 为'itcast@%'用户分配主从复制权限 GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'itcast'@'%'; ``` - 通过指令，查看两台主库的二进制日志坐标 ```sql show master status; ``` - 从库配置(Slave1-192.168.200.212) - 修改配置文件/etc/my.cnf ```sql # mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围:1-2³²-1，默认为1 server-id=2 ``` - 重启MySQL服务器 ```sql systemctl restart mysqld ``` - 从库配置(Slave2-192.168.200.214) - 修改配置文件/etc/my.cnf ```sql # mysql 服务ID，保证整个集群环境中唯一，取值范围:1-2³²-1，默认为1 server-id=4 ``` - 重启MySQL服务器 ```sql systemctl restart mysqld ``` - 两台从库配置关联的主库 ```sql CHANGE MASTER TO MASTER_HOST='xxx.xxx.xxx.xxx', MASTER_USER='xxx', MASTER_PASSWORD='xxx', MASTER_LOG_FILE='xxx', MASTER_LOG_POS=xxx; ``` - 需要注意slave1对应的是master1, slave2对应的是master2。 - 启动两台从库主从复制,查看从库状态 ```sql start slave; show slave status \G; ``` - 两台主库相互复制 - Master2复制Master1, Master1复制Master2。 ```sql CHANGE MASTER TO MASTER_HOS'xx.xx.xxx.xx', MASTER_USER='xx', MASTER_PASSWORD='xx',X MASTER_LOG_FILE='xx', MASTER_LOG_POS=xxx; ``` - 启动两台从库主从复制，查看从库状态 ```sql start slave; show slave status \G; ``` - 测试 - 分别在两台主库Master1、Master2上执行DDL、DML语句,查看涉及到的数据库服务器的数据同步情况。 ```sql create database db01; use db01; create table tb_user( id int(11) not null primary key, name varchar(50) not null, sex varchar(1) )engine=innodb default charset=utf8mb4; insert into tb_user(id,name,sex) values(1,'Tom','1'); insert into tb_user(id,name,sex) values(2,'Trigger','0'); insert into tb_user(id,name,sex) values(3,'Dawn','1'); insert into tb_user(id,name,sex) values(4,'Jack Ma','7'); insert into tb_user(id,name,sex) values(5,'Coco','0'); insert into tb_user(id,name,sex) values(6,'Jerry','1'); ``` - 双柱双从读写分离 - 配置 - MyCat控制后台数据库的读写分离和负载均衡由schema.xml文件datahost标签的balance属性控制，通过writeType及switchType来完成失败自动切换的。 ![Alt text](image-45.png) ![Alt text](image-46.png) ``` balance="1" 代表 全部的 readHost 与 stand by writeHost 参与 select 语句的负载均衡，简单的说，当双主双从模式(M1->S1， M2->S2，并且 M1 与 M2 互为主备)，正常情况下，M2,S1,S2 都参与 select 语句的负载均衡; writeType 0 : 写操作都转发到第1台writeHost, writeHost1挂了,会切换到writeHost2上; 1 : 所有的写操作都随机地发送到配置的writeHost上; switchType -1 : 不自动切换 1 : 自动切换 ``` - 测试 - 登录MyCat，测试查询及更新操作，判定是否能够进行读写分离，以及读写分离的策略是否正确。 - 当主库挂掉一个之后,是否能够自动切换。