MySQL概述

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1、概述

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  • MySQL是一个开放源代码的关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB（创始人Michael Widenius）公司1995年开发，迅速成为开源数据库的No.1。
  • 2008被Sun收购（10亿美金），2009年Sun被Oracle收购。MariaDB应运而生。（MySQL的创造者担心MySQL有闭源的风险，因此创建了MySQL的分支项目MariaDB）
  • MySQL6.x版本之后分为社区版和商业版。
  • MySQL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。
  • MySQL是开源的，所以你不需要支付额外的费用。
  • MySQL是可以定制的，采用了GPL（GNU General Public License） 协议，你可以修改源码来开发自己的MySQL系统。
  • MySQL支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
  • MySQL支持大型数据库，支持5000万条记录的数据仓库，32位系统表文件最大可支持4GB，64位系统支持最大的表文件为8TB。
  • MySQL使用标准的SQL数据语言形式。
  • MySQL可以允许运行于多个系统上，并且支持多种语言。这些编程语言包括C、C++、Python、 Java、Perl、PHP和Ruby等。
  • MySQL从5.7版本直接跳跃发布了8.0版本，可见这是一个令人兴奋的里程碑版本。MySQL 8版本在功能上做了显著的改进与增强，开发者对MySQL的源代码进行了重构，最突出的一点是多MySQL Optimizer优化器进行了改进。不仅在速度上得到了改善，还为用户带来了更好的性能和更棒的体验。
  • 为什么如此多的厂商要选用MySQL？大概总结的原因主要有以下几点：
    • 开放源代码，使用成本低。
    • 性能卓越，服务稳定。
    • 软件体积小，使用简单，并且易于维护。
    • 历史悠久，社区用户非常活跃，遇到问题可以寻求帮助。
    • 许多互联网公司在用，经过了时间的验证。

2、RDBMS与非RDBMS

2.1 关系型数据库(RDBMS)

  • 这种类型的数据库是最古老的数据库类型，关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系 （即二维表格形式）。

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  • 关系型数据库以行(row) 和 列(column)的形式存储数据，以便于用户理解。这一系列的行和列被称为表（table），一组表组成了一个库（database）。

  • 表与表之间的数据记录有关系（relationship）。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。关系型数据库，就是建立在关系模型基础上的数据库。

  • SQL就是关系型数据库的查询语言。

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  • 优势：

    • 复杂查询：可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。
    • 事务支持：使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。

2.2 非关系型数据库(非RDBMS)

  • 非关系型数据库可看成传统关系型数据库的功能阉割版本，基于键值对存储数据，不需要经过SQL层的解析， 性能非常高。同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能。目前基本上大部分主流的非关系型数据库都是免费的。

  • 相比于SQL，NoSQL泛指非关系型数据库，包括了榜单上的键值型数据库、文档型数据库、搜索引擎和列存储等，除此以外还包括图形数据库。也只有用NoSQL一词才能将这些技术囊括进来。

    • 键值型数据库：

      • 键值型数据库通过Key-Value键值的方式来存储数据，其中Key和Value可以是简单的对象，也可以是复杂的对象。Key作为唯一的标识符，优点是查找速度快，在这方面明显优于关系型数据库，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤（比如WHERE），如果你不知道去哪里找数据，就要遍历所有的键， 这就会消耗大量的计算。
      • 键值型数据库典型的使用场景是作为内存缓存。Redis是最流行的键值型数据库。
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    • 文档型数据库：

      • 此类数据库可存放并获取文档，可以是XML、JSON等格式。在数据库中文档作为处理信息的基本单位，一个文档就相当于一条记录。文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的”值”。MongoDB是最流行的文档型数据库。此外，还有CouchDB等。

    • 搜索引擎数据库：

      • 虽然关系型数据库采用了索引提升检索效率，但是针对全文索引效率却较低。搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证性能最优。核心原理是”倒排索引”。典型产品：Solr、Elasticsearch、Splunk等。

    • 列式数据库：

      • 列式数据库是相对于行式存储的数据库，Oracle、MySQL、SQL Server等数据库都是采用的行式存储 （Row-based），而列式数据库是将数据按照列存储到数据库中，这样做的好处是可以大量降低系统的I/O，适合于分布式文件系统，不足在于功能相对有限。典型产品：HBase等。
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    • 图形数据库：

      • 图形数据库，利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。图形数据库最典型的例子就是社交网络中人与人的关系，数据模型主要是以节点和边（关系）来实现，特点在于能高效地解决复杂的关系问题。
      • 图形数据库顾名思义，就是一种存储图形关系的数据库。它利用了图这种数据结构存储了实体（对象） 之间的关系。关系型数据用于存储明确关系的数据，但对于复杂关系的数据存储却有些力不从心。如社 交网络中人物之间的关系，如果用关系型数据库则非常复杂，用图形数据库将非常简单。典型产品： Neo4J、InfoGrid等。
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3、关系型数据库设计规则

  • 关系型数据库的典型数据结构就是数据表，这些数据表的组成都是结构化的（Structured）。
  • 将数据放到表中，表再放到库中。
  • 一个数据库中可以有多个表，每个表都有一个名字，用来标识自己。表名具有唯一性。
  • 表具有一些特性，这些特性定义了数据在表中如何存储，类似Java和Python中 “类”的设计。

3.1 表、记录、字段

  • E-R（entity-relationship，实体-联系）模型中有三个主要概念是：实体集、属性、联系集。

  • 一个实体集（class）对应于数据库中的一个表（table），一个实体（instance）则对应于数据库表 中的一行（row），也称为一条记录（record）。一个属性（attribute）对应于数据库表中的一列 （column），也称为一个字段（field）。

3.2 表的关联关系

  • 表与表之间的数据记录有关系(relationship)。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用 关系模型来表示。
  • 四种：一对一关联、一对多关联、多对多关联、自我引用。

3.2.1 一对一关联（one-to-one）

  • 在实际的开发中应用不多，因为一对一可以创建成一张表。

  • 举例：设计学生表 ：学号、姓名、手机号码、班级、系别、身份证号码、家庭住址、籍贯、紧急 联系人、…。

    • 拆为两个表：两个表的记录是一一对应关系。
    • 基础信息表 （常用信息）：学号、姓名、手机号码、班级、系别。
    • 档案信息表 （不常用信息）：学号、身份证号码、家庭住址、籍贯、紧急联系人、…。

  • 两种建表原则：

    • 外键唯一：主表的主键和从表的外键（唯一），形成主外键关系，外键唯一。
    • 外键是主键：主表的主键和从表的主键，形成主外键关系。
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3.2.2 一对多关系（one-to-many）

  • 常见实例场景：客户表和订单表，分类表和商品表，部门表和员工表。

  • 举例：

    • 员工表：编号、姓名、…、所属部门。
    • 部门表：编号、名称、简介。

  • 一对多建表原则：在从表(多方)创建一个字段，字段作为外键指向主表(一方)的主键。

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3.2.3 多对多（many-to-many）

  • 要表示多对多关系，必须创建第三个表，该表通常称为联接表 ，它将多对多关系划分为两个一对多关系。将这两个表的主键都插入到第三个表中。

  • 举例：产品-订单，”订单”表和”产品”表有一种多对多的关系，这种关系是通过与”订单明细”表建立两个一对多关系来定义的。一个订单可以有多个产品，每个产品可以出现在多个订单中。

    • 产品表 ：”产品”表中的每条记录表示一个产品。
    • 订单表 ：”订单”表中的每条记录表示一个订单。
    • 订单明细表：每个产品可以与“订单”表中的多条记录对应，即出现在多个订单中。一个订单可以与“产品”表中的多条记录对应，即包含多个产品。

3.2.4 自我引用(Self reference)

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4、MySQL的编码设置

MySQL5.7

  • 在MySQL 8.0版本之前，默认字符集为latin1，如果创建表时未指定编码集为utf-8，则在写入中文数据时会出现乱码。解决办法是修改mysql的数据目录下的my.ini配置文件。

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    # 查看编码
    mysql> show variables like 'character_%';
    +--------------------------+----------------------------+
    | Variable_name            | Value                      |
    +--------------------------+----------------------------+
    | character_set_client     | latin1                     |
    | character_set_connection | latin1                     |
    | character_set_database   | latin1                     |
    | character_set_filesystem | binary                     |
    | character_set_results    | latin1                     |
    | character_set_server     | latin1                     |
    | character_set_system     | utf8                       |
    | character_sets_dir       | /usr/share/mysql/charsets/ |
    +--------------------------+----------------------------+
    8 rows in set (0.01 sec)

    mysql> show variables like 'collation_%';
    +----------------------+-------------------+
    | Variable_name        | Value             |
    +----------------------+-------------------+
    | collation_connection | latin1_swedish_ci |
    | collation_database   | latin1_swedish_ci |
    | collation_server     | latin1_swedish_ci |
    +----------------------+-------------------+
    3 rows in set (0.01 sec)

    # 修改mysql的数据目录下的my.ini配置文件，之后重启mysql服务即可
    [mysqld]
    ...
    character-set-server=utf8
    collation-server=utf8_general_ci

MySQL8

  • 在MySQL 8.0版本之前，默认字符集为latin1，utf8字符集指向的是utf8mb3。网站开发人员在数据库设计的时候往往会将编码修改为utf8字符集。如果遗忘修改默认的编码，就会出现乱码的问题。从MySQL 8.0 开始，数据库的默认编码改为utf8mb4，从而避免了乱码问题。

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    # 关于属性：character set name
    SHOW VARIABLES LIKE 'character_%';

    # 创建数据库时指名字符集
    CREATE DATABASE IF NOT EXISTS dbtest12 CHARACTER SET 'utf8';

    SHOW CREATE DATABASE dbtest12;

    # 创建表的时候，指名表的字符集
    CREATE TABLE temp(
    id INT
    ) CHARACTER SET 'utf8';

    SHOW CREATE TABLE temp;

    # 创建表，指名表中的字段时，可以指定字段的字符集
    CREATE TABLE temp1(
    id INT,
    NAME VARCHAR(15) CHARACTER SET 'gbk'
    );
    SHOW CREATE TABLE temp1;

5、MySQL图形化管理工具

  • MySQL图形化管理工具极大地方便了数据库的操作与管理，常用的图形化管理工具有：MySQL Workbench、phpMyAdmin、Navicat Preminum、MySQLDumper、SQLyog、dbeaver、MySQL ODBC Connector。

  • 有些图形界面工具，特别是旧版本的图形界面工具，在连接MySQL8时出现“Authentication plugin ‘caching_sha2_password’ cannot be loaded”错误。出现这个原因是MySQL8之前的版本中加密规则是mysql_native_password，而在MySQL8之后，加密规则是caching_sha2_password。解决问题方法有三种，第一种是升级图形界面工具版本，第二种是把MySQL8 用户登录密码加密规则还原成mysql_native_password，第三种是修改my.ini初始化文件设置初始化加密规则。

    • 第二种解决方案如下，用命令行登录MySQL数据库之后，执行如下命令修改用户密码加密规则并更新用 户密码，这里修改用户名为“root@localhost”的用户密码规则为”mysql_native_password”，密码值为 “123456”。

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      #使用mysql数据库
      USE mysql;

      #修改'root'@'localhost'用户的密码规则和密码
      ALTER USER 'root'@'localhost' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';

      #刷新权限
      FLUSH PRIVILEGES;

    • 第三种是修改my.ini初始化文件设置初始化加密规则如下：

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      [mysqld]
      ……
      default_authentication_plugin=mysql_native_password