MySQL數據庫基礎教程(一)-簡介

1 歷史背景

1970 年 IBM 的 E.F. Codd 博士發表了論文《A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks》 並建立了關係模型，經過一個簡單的二維表結構實現數據的存儲。

1979 年 Relational Software, Inc.（後來更名爲 Oracle） 發佈了第一個商用的關係數據庫產品。隨後出現了大量的關係數據庫管理系統，包括 MySQL、SQL Server、PostgreSQL 以及大數據分析平臺 Apache Hive、Spark SQL、Presto 等。至今，關係數據庫仍然是數據庫領域的主流。

如下是著名的數據庫系統排名網站 DB-Engines 上各類數據庫的排名狀況，關係數據庫佔據了絕對的優點。

2 SQL(Structured Query Language，結構化查詢語言)

SQL 是訪問和操做關係數據庫的標準語言。只要是關係數據庫，均可以使用 SQL 進行訪問和控制。SQL 一樣由 IBM 在

• 1970s 開發
• 1986 年成爲 ANSI 標準
• 在 1987 年成爲 ISO 標準

SQL 標準隨後經歷了屢次修訂，最新的版本爲 SQL:2019，增長了多維數組（MDA）的支持。下圖是 SQL 標準的發展歷程和主要的新增功能。

對於 SQL 標準，最熟悉的就是 SQL92 或者 SQL99。但實際上通過屢次修改，SQL 早已不是 40 年前的 SQL；現在它已經至關完備，功能強大，而且可以同時支持關係模型和非關係（XML、JSON）模型。具體來講，最新的 SQL 標準包含 10 個部分：

• ISO/IEC 9075-1 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第1部分：框架（SQL/框架）
• ISO/IEC 9075-2 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第2部分：基本原則（SQL/基本原則）
• ISO/IEC 9075-3 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第3部分：調用級接口（SQL/CLI）
• ISO/IEC 9075-4 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第4部分：持久存儲模塊（SQL/PSM）
• ISO/IEC 9075-9 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第9部分：外部數據管理（SQL/MED）
• ISO/IEC 9075-10 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第10部分：對象語言綁定（SQL/OLB）
• ISO/IEC 9075-11 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第11部分：信息與定義概要（SQL/Schemata）
• ISO/IEC 9075-13 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第13部分：使用 Java 編程語言的 SQL 程序與類型（SQL/JRT）
• ISO/IEC 9075-14 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第14部分：XML 相關規範（SQL/XML）
• ISO/IEC 9075-15 信息技術 – 數據庫語言 – SQL – 第15部分：多維數組（SQL/MDA）

爲了便於學習，一般將主要的 SQL 語句分爲如下幾個類別：

• DQL（data query language），數據查詢語言；也就是 SELECT 語句，用於查詢數據庫中的數據和信息
• DML（data manipulation language），數據操做語言；用於對錶中的數據進行增長（INSERT）、修改（UPDATE）、刪除（DELETE）以及合併（MERGE）操做
• DDL（data definition language），數據定義語言；主要用於定義數據庫中的對象（例如表或索引），包括建立對象（CREATE）、修改對象（ALTER）和刪除對象（DROP）等
• TCL（transaction control language），事務控制語言；用於管理數據庫的事務，主要包括啓動一個事務（BEGIN TRANSACTION）、提交事務（COMMIT）、回退事務（ROLLBACK）和事務保存點（SAVEPOINT）
• DCL（data control language），數據控制語言；用於控制數據的訪問權限，主要有受權（GRANT）和撤銷（REVOKE）。

SQL 是一種標準，不一樣廠商基於 SQL 標準實現了本身的數據庫產品，例如 Oracle、MySQL 等。這些數據庫都在必定程度上兼容 SQL 標準，具備必定的可移植性。但另外一方面，它們都存在許多專有的擴展，沒有任何一種產品徹底遵循標準。

NoSQL

隨着互聯網的發展和大數據的興起，出現了各類各樣的非關係（NoSQL）數據庫。NoSQL 表明 Not only SQL，代表它是針對傳統關係數據庫的補充和升級，而不是爲了替代關係數據庫。

NoSQL 數據庫主要用於解決關係數據庫在某些特定場景下的侷限性，好比海量存儲和水平擴展；但同時也會爲此犧牲某些關係數據庫的特性，例如對事務強一致性的支持和標準 SQL 接口。所以，這類數據庫主要用於對一致性要求不是很是嚴格的互聯網業務。常見的 NoSQL 數據庫能夠分爲如下幾類：

• 文檔數據庫，例如 MongoDB（MongoDB 4.0 增長了多文檔事務的特性）
• 鍵值存儲，例如 Redis
• 全文搜索引擎，例如 Elasticsearch
• 寬列存儲數據庫，例如 Cassandra
• 圖形數據庫，例如 Neo4J。

另外一方面，關係數據庫也在積極擁抱變化，添加了許多非關係模型（XML 和 JSON）支持。以最流行的開源關係數據庫 MySQL 爲例，最新的 MySQL 8.0 版本增長了 JSON 文檔存儲的支持，而且推出了一個新的概念：NoSQL + SQL = MySQL。如下是 MySQL 官方的宣傳圖。

Oracle、SQL Server 以及 PostgreSQL 一樣也進行了相似的擴展，能夠支持原生的 XML 和 JSON 數據，而且提供了許多標準的 SQL 接口。

NewSQL

爲了同時得到關係數據庫對於事務的支持和標準的 SQL 接口，以及非關係數據庫的高度擴展性和高性能。現在市場上已經出現了一類新型關係型數據庫系統：NewSQL 數據庫。

比較有表明性的 NewSQL 數據庫包括 Google Spanner、VoltDB、PostgreSQL-XL 以及國產的 TiDB。這類新型數據庫是數據庫領域最新的發展方向，有志於在數據庫行業發展的同窗能夠加以關注。

誰要學習 SQL？

讓咱們回到專欄的主題，爲何要學習 SQL 呢？簡單來講，由於有用。下圖是 Stack Overflow 在 2019 年關於最流行編程技術的調查結果。

做爲數據處理領域的專用語言，SQL 排在了第三位，超過 50% 的開發者都須要使用到 SQL。那麼，具體什麼職位須要使用 SQL，用 SQL 來作什麼？

• 數據分析師：顯然這是一羣依靠分析數據爲生的人，必不可少須要與數據庫打交道，SQL 是他們必備技能之一。
• 數據科學家：與數據分析師同樣，數據科學家的平常工做也離不開數據的處理，不可避免須要使用 SQL。
• 數據庫開發工程師：這個職位基本就是寫 SQL 代碼，實現業務邏輯。
• 數據庫管理員：也就是 DBA，主要職責是管理和維護數據庫，除了會寫 SQL，還須要負責審覈開發人員編寫的 SQL 代碼。
• 後端工程師：後端開發必然須要涉及數據的處理，須要經過 SQL 與數據庫進行交互。
• 全棧工程師：既然是全棧，天然包括後端數據的處理。
• 移動開發工程師：做爲一名移動開發工程師，必定對 SQLite 數據庫不會陌生，它是在移動設備中廣泛存在的嵌入式數據庫。
• 產品經理：產品經理須要瞭解產品的狀況，而數據是最好的說明方式，瞭解 SQL 很是有利於對產品的把握。

SQL 不但應用普遍，並且簡單易學。由於它在設計之初就考慮了非技術人員的使用需求，SQL 語句全都是由簡單的英語單詞組成，使用者只須要聲明本身想要的結果，而將具體的實現過程交給數據庫管理系統。

學習編程，你可能會猶豫選擇 C++ 仍是 Java；入門數據科學，你可能會糾結於選擇 Python 仍是 R；但不管如何，SQL 都是 IT 從業人員不可或缺的一項技能！

教程內容

本專欄主要討論 SQL 編程技術和思想，分爲四個部分：基礎篇、進階篇、開發篇以及擴展篇。

參考

• SQL 從入門到精通