[别被脱库系列]1 数据库的初恋

目录

• 1 了解sql----长生不老，异常稳定
• 2 为啥要存储数据
• 3 DBMS是什么
• 4 当前主流的DBMS有哪些
• 5 sql与Nosql
• 6 Oracle中的sql如何执行的
• 7 mysql中sql如何执行的
• 8 如何查看一条sql的资源使用状况
• 9 DDL
• 10 数据库的常见约束
• 11 常见查询语句
• 12 sql运算符
• 13 常见sql函数
• 14 汇集函数
• 17 视图
• 18 事务处理
• 19 事务隔离
• 20 python如何操做oracle
• 21 初探调优

此数据库系列，是学习工做中的总结，具体章节系列以下图所示。若是您须要扫盲数据库，突击数据库的面试，那就盘他，盘他！所谓初恋，初次见面，下凡数据库基础。请多多关照！

1 了解sql----长生不老，异常稳定

查看近几年的TIOBE发现了，一直在前十,可见是个老且管用的东西。

了解几个术语：

• DDL(Data Definition Language)，定义数据库对象。

• DML:(DATA Manipulation Language)，用来操做和数据库相关记录。

• DCL:(Data Cnotrol Language)定义访问权限和安全级别。

• DQL(Data Query Language)。查询记录。

sql大小写规范

• 表名、表别名、字段名、字段别名等能够小写

• SQL保留字，函数名，绑定变量大写

SELECT name,age FROM student WHERE id="1";

2 为啥要存储数据

咱们大部分的系统都会考虑到数据的存储，那么如何更有效地保存好数据，作好数据备份。当咱们拥有了数据，能够进行数据挖掘，大数据分析，舆情预测，天然语言处理等等一系列的操做，可见存储数据是多么的重要。这一篇文章对数据库基础知识的扫盲，下一节将是数据存储，数据备份等。另外我须要知道硬盘的处理速度比cpu,内存，网卡都会慢。

3 DBMS是什么

• DB、DBS和DBMS区别

	全称	功能
DBMS	DataBase Management System	可对多个数据库进行管理
DB	DataBase	存储树的集合，理解为多个数据表
DBS	DataBase system	老大哥。包含了数据库管理系统和数据库管理人员DBA

4 当前主流的DBMS有哪些

5 sql与Nosql

Nosql的timestamp：

1970：Nosql=we have no sql

1980：Nosql=know sql

2000:Nosql=No SQL

2005:Nosql=not only sql

2013:Nosql=No,SQL

键值数据库

经过key-value方式存储，key为惟一表示，优势，查询快，缺点是没法像关系型数据库同样使用条件过滤，这样可能致使遍历全部的键，消耗大量的计算。因此常常用来做为缓存，好比redis。

文档数据库

管理文档，一个文档至关于一条记录，MongoDB。

搜索引擎

虽然关系型数据库经常经过索引的方式提升检索效率(不必定)，可是对于全文检索却比较低。搜索引擎的优点好比Elasticsearch、Splunk和Solr采用全文搜索，核心原理为倒排索引

列式数据库

相对于行式数据库，将数据按照列存储，这样能够大量下降系统的IO(由于相邻的数据类型同样，方便压缩，天然就会下降IO)，适合分布式文件系统，好比

图数据库

典型的就是网络中的人与人的关系，节点和边关系。

6 Oracle中的sql如何执行的

• 语法检查：检查SQL拼写是否正确。
• 语义检查：检查SQL访问对象是否存在。
• 权限检查：检查用户是否有访问权限。
• 共享池检查：包含了库缓存、数据字典缓冲区等。主要用来缓冲执行计划或者表、视图等对象。
• 优化器：进行硬解析，决定建立解析树和生成执行计划应该怎么作
• 执行器：有了优化器，那么在执行器思考如何被执行

7 mysql中sql如何执行的

• 查询缓存

首先注意，mysql8.0以后已经放弃了这个功能(由于若是数据更新，缓存会状况，若是为动态数据常常更新，这样反而增长SQL查询时间)。缓存一般的理解是一个中间层，若是在中间层存在查询语句就直接返回，若是没有则给解析器处理。

• 解析层

主要进行语法分析和语义分析。

• 优化器

肯定SQL语句的执行路径。是根据全表检索仍是根据索引。

• 执行器

进行权限检查。

那么mysql和oracle二者执行状况有啥不同呢

MySql具备多种存储引擎且能够自定义存储引擎，那么有哪些存储引擎，优势缺点是啥？

	描述
InnoDB	Mysql5.5之后默认存储引擎，支持事务，行级锁，外键约束
MyISAM	Mysql5.5之前为默认存储引擎，不支持事务和外键，最大特色速度快，占资源少
Memory存储引擎	使用系统内存为存储介质，更快的响应速度。
NDB存储引擎	用于Mysql Cluster分布式集群环境
Archive存储引擎	压缩机制的特色便于文件的归档，经常使用来作仓库

8 如何查看一条sql的资源使用状况

• prifiling是否开启

mysql> select @@profiling;若是为0表明关闭，设置为1表示打开。

• 执行sql查询语句

mysql> select *from student;

• 查看当前全部profiles

show profiles;查看当前会话的profiles

• 查看执行时间show profile

9 DDL

• 建立数据库

建立公众号原创做者数据库

CREATE DATABASE WeChat_Official_Account_Author;

• 建立表结构(注意语句最后；结束，最后一个字段定义结束没有逗号)

建立表 做者名(author_id,author_name且id为递增)

CREATE TABLE authors_name(author_id int(15) NOT NULL AUTO_INCREMENT)，

author_name varchar(255) NOT NULL);

• 添加字段

ALTER TABLE authors_name ADD(age int(12));

• 修改字段名

ALTER TABLE authors_name RENAME_COLUME age to author_age;

• 删除字段

ALTER TABLE author_names DROP COLUME author_age;

10 数据库的常见约束

不成规矩，不成方圆

• 主键约束

惟一标识一条记录，不重复且不能为空(UNIQUE+NOT NULL)。主键可使是一个字段或者多个字段的组合，一个数据表主键只能有一个

• 外键约束

外键确保表与表之间引用的完整性。外键能够重复也能够为空。

• 惟一性约束

字段在表中可使惟一的。

• NOT NULL约束

代表字段不该为空，必须有取值。

• CHECK约束

检查特定字段取值范围的有效性

11 常见查询语句

• 查询姓名列

查询单列

SELECT author_name FROM authors_name;

查询全部列

SELECT * FROM authors_name;

• 去除重复行

SELECT DISTICT age FROM authors_name;

• 查询排序

ASC 递增排序，DESC递减排序

SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC;

• 约束返回结果的个数

返回5条数据 LIMIT须要放在最后

SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC LIMIT 5;

• SELECT语句中关键字顺序

关键字的顺序：SELECT.....FROM...WHERE...GROUP BY

• SELECT语句的执行顺序

FROM>WHERE>GROUP BY HAVING>SELECT

• 那么一句sql的执行原理是什么？请看下图。

12 sql运算符

• 比较运算符(不一样的DBMS支持的运算符可能不一样)

• 逻辑运算符

当WHERE字句中同时出现OR和AND的时候，AND执行优先级会更高。通常来讲()优先级最高，其次是AND,而后是OR。

• 通配符过滤

通配符是对文本类型进行模糊哈讯，可是一般是全表扫描，因此效率很低。只有当LIKE后面没有通配符，并对字段进行索引的时候不会进行全表扫描。匹配一部分特殊字符。"LIKE"操做符。

• 通配符匹配之任意字符串出现的任意次数(%)

• 通配符匹配之耽搁字符(_)

13 常见sql函数

提供函数，相似接口，更方便快速的得出想要的结果。

	描述	例子
ABS()	取绝对值	SELECT ABS(-5)---5
MOD()	取余	SELECT MOD(101,3)---2
ROUND()	四舍五入为指定的小数位数，若是两个参数，分别为字段名称和小数位数	SELECT ROUND(38.29,1)--38.3
LENGTH()	计算字段长度。一个汉字三个字符。	SELECT LENGTH('小蓝')--6
UPPER()	字符转大写	SELECT LOWER('qwe')--QWE
LOWER()	字符转小写	SELECT LOWER('QWE')--qwe
REPLACE()	替换函数	SELECT REPLACE('QWE123D','QWE',789)--789123D
SUBSTRING()	截取字符串	SELECT SUBSTRING('QWE123',1,3)--
CHAR_LENGTH()	计算机字段的长度，汉字，数字都算一个字符	SELECT CHAR_LENGTH('小蓝')--2
CONCAT()	链接字符串	SELECT CONCAT('XIAOLAN',789)---XIAOLAN789
DATA()	返回时间的日期	SELECT DATA('2020-03-13 11:30:20')--2020-03-13
YEAR()/MONTH()/DAY()	返回时间的年份/月份/天数	SELECT YEAR(NOW())--2020
HOUR()	返回时间的小时	SELECT hour('12:13:14')--12
MINUTE()	返回时间的分钟	SELECT MINUTE('12:13:14')--13
SECOND()	返回时间的秒部	SELECT SECOND('12:13:14')--14
CURRENT_DATE()	系统当前日期	SELECT CURRENT_DATE('2020-03-13 11:30:20')--2020-03-13
CURRENT_TIME()	系统当前时间，没有具体日期	SELECT CURRENT_TIME('2020-03-13 11:30:20')--11:30:20
CURRENT_TIMESTAMP()	日期+时间	SELECT CURRENT_TIMESTAMP--2020-03-13 11:30:20

14 汇集函数

	描述	例子
COUNT()	总行数,无论某个字段是否为NULL	SELECT COUNT(*) FROM authors_name WHERE age>25
MAX()	最大值	SELECT MAX(Age) FROM authors_name
MIN()	最小值	SELECT MIN(Age) FROM authors_name
SUM()	求和	SELECT SUM(Age) FROM authors_name
AVG()	平均值	SELECT AVG(Age) FROM authors_name

• 数据分组

使用GROUP BY字句进行数据分组。

• HAVING过滤分组和WHERE的区别

WHERE 是用于数据行，而 HAVING 则做用于分组。若是分组完之后须要排序，就在其后增长ORDER BY完成

17 视图

• 什么是视图

视图能够理解为一个中间表(结果集)，咋们叫虚拟表，它主要把咱们常常查询的结果存放于中，从而提高使用的效率。自己不具备数据。以下图所示。

• 为何使用视图

🍼重用SQL语句

🍼使用表的一部分而不是整个表

🍼更改数据格式和表示。

🍼经过授予表的特定访问权限来保护数据，。。

• 如何使用视图

✌️

• 使用视图过滤不想一想要的数据
• 更新视图

18 事务处理

要么彻底执行，要么不执行。

• A(Atomicity)原子性。不可分割，进行数据处理的基本单位。
• C(Consistency)。在进行事务操做之后，会从一致的状态变为另外一种一致的状态。即便事务回滚也不能被破坏。
• I(Isolation)隔离性。事务的独立性。一个事务在提交以前，对其余的事务不可见。
• D(Durability)。经过事务日志保证。即便系统崩溃，经过数据库日志的更新让系统恢复到最后一次成功的更新状态。

19 事务隔离

咱们知道当在高并发的状况下，这个时候须要较高的吞吐量，那么采起方式之一就是将原来的串行操做变化为并行。这个时候能够经过下降数据库的隔离标准，来换取事务的并发能力。

讲述相关内容以前，咱们先定义一个表以下。

ID	Age	Name
1	18	小蓝
2	19	小林
3	20	小旋

• 脏读

小蓝今天想去看看数据库内容，并想把朋友小地增长到数据库中，因而操做以下：

SQL> BEGINT:
SQL> INSERT INTO authors value(4,20，"小地");

此时小蓝尚未提交这个事务，小林去访问了这个表(小林去年买了个表，哈哈哈嗝)，因而

SQL>SELECT * FROM authors;

而后获得这个结果:

ID	Age	Name
1	18	小蓝
2	19	小林
3	22	小旋
4	20	小地

结论：小蓝尚未提交事务，小林访问却看到了增长的小地，这就是脏读。

• 不可重复读

小蓝据说小地也在表里，而后想看看是为什么人如此牛掰，几岁了？

SQL> SELECT Age FROM authors where Name="小地"

结果以下：

Age
20

个人天，这么年轻？小蓝试图用个事务去修改其年龄

SQL>BEGIN;
SQL>UPDATE authors SET Age = 25 where Name='小地'

此时小蓝去查询下修改是否成功

SQL>SELECT Age FROM authors where Name='小地'

结果以下：

Age
25

牛掰，修改为功？那么问题来了，小蓝虽然修改了，可是并无提交呀，这就是不可重复读，两次查询出现了不一样的结果。

• 幻读

今天小旋过来想看看，表里都有哪些小伙伴。

SQL> SELECT *FROM authors;

结果以下：

ID	Age	Name
1	18	小蓝
2	19	小林
3	22	小旋
4	20	小地

这个时候小林遇到个小妹妹，发现其文采还不错，开启个事务将其放入表中。

SQL> BEGIN;
SQL> INSERT INTO authors values(5,'21','小魏')

小林记性太好了，因而还想看看到底有哪些人，

SQL> SELECT * FROM authors;

结果以下

ID	Age	Name
1	18	小蓝
2	19	小林
3	22	小旋
4	20	小地
5	21	小魏

啊！小林惊呆了，怎么多了个妹妹！！！这就是幻读！

• 隔离级别

	脏读	不可重复读	幻读
读未提交	容许	容许	容许
读已提交	禁止	容许	容许
可重复读	禁止	禁止	容许
可串行化	禁止	禁止	禁止

总结下：

读未提交:

容许脏读，也就是可能读取到其余会话中未提交事务修改的数据

读已提交

只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别 (不重复读)

可重复读

可重复读。在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，InnoDB默认级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，可是还存在幻读

串行读：

全串行化的读，每次读都须要得到表级共享锁，读写相互都会阻塞.

20 python如何操做oracle

• 插入数据

• 查询数据

21 初探调优

为何调优，无非就是但愿响应更快，吞吐量更大，用户体验更好。

那么怎么得到反馈

• 用户

他们是直接体验者，来的直接。

• 日志汇聚分析,服务器监控，数据库内部监控

经过性能工具进行查看，想起一张图送给你们。

这里是性能指标图

通常从哪几个方面着手数据库调优，总之没有最好，只有更合适。

• 前期DBMS的调研，选择合适业务的DBMS

好比须要有事务处理能力，能够选择mysql的InnoDB。若是采用若是考虑大幅度的下降系统IO，那么能够考虑Nosql中的列式数据库，以前说过列式存储方便使用压缩，可是不适合频繁的增删改。

• 选择合适的缓存好比redis

将常用的数据放入缓存中(内存),提高查询效率。

• 库级别的优化

主从架构优化读写策略，具体方法请关注系列篇第二节。

好了，上面的基础部分学习应该差很少了，那么数据库相关的优化，主从架构，读写分离，数据库的分片等都是怎么样的呢？尽请期待后续学习分享，一块儿成长！

参考资料

《mysql必知必会》

《mysql45讲》

https://blog.csdn.net/gengkui9897/article/details/89294936

《高性能mysql》