[別被脫庫系列]1 數據庫的初戀

目錄

• 1 瞭解sql----長生不老，異常穩定
• 2 爲啥要存儲數據
• 3 DBMS是什麼
• 4 當前主流的DBMS有哪些
• 5 sql與Nosql
• 6 Oracle中的sql如何執行的
• 7 mysql中sql如何執行的
• 8 如何查看一條sql的資源使用狀況
• 9 DDL
• 10 數據庫的常見約束
• 11 常見查詢語句
• 12 sql運算符
• 13 常見sql函數
• 14 彙集函數
• 17 視圖
• 18 事務處理
• 19 事務隔離
• 20 python如何操做oracle
• 21 初探調優

此數據庫系列，是學習工做中的總結，具體章節系列以下圖所示。若是您須要掃盲數據庫，突擊數據庫的面試，那就盤他，盤他！所謂初戀，初次見面，下凡數據庫基礎。請多多關照！

1 瞭解sql----長生不老，異常穩定

查看近幾年的TIOBE發現了，一直在前十,可見是個老且管用的東西。

瞭解幾個術語：

• DDL(Data Definition Language)，定義數據庫對象。

• DML:(DATA Manipulation Language)，用來操做和數據庫相關記錄。

• DCL:(Data Cnotrol Language)定義訪問權限和安全級別。

• DQL(Data Query Language)。查詢記錄。

sql大小寫規範

• 表名、表別名、字段名、字段別名等能夠小寫

• SQL保留字，函數名，綁定變量大寫

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

2 爲啥要存儲數據

咱們大部分的系統都會考慮到數據的存儲，那麼如何更有效地保存好數據，作好數據備份。當咱們擁有了數據，能夠進行數據挖掘，大數據分析，輿情預測，天然語言處理等等一系列的操做，可見存儲數據是多麼的重要。這一篇文章對數據庫基礎知識的掃盲，下一節將是數據存儲，數據備份等。另外我須要知道硬盤的處理速度比cpu,內存，網卡都會慢。

3 DBMS是什麼

• DB、DBS和DBMS區別

	全稱	功能
DBMS	DataBase Management System	可對多個數據庫進行管理
DB	DataBase	存儲樹的集合，理解爲多個數據表
DBS	DataBase system	老大哥。包含了數據庫管理系統和數據庫管理人員DBA

4 當前主流的DBMS有哪些

5 sql與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

鍵值數據庫

經過key-value方式存儲，key爲惟一表示，優勢，查詢快，缺點是沒法像關係型數據庫同樣使用條件過濾，這樣可能致使遍歷全部的鍵，消耗大量的計算。因此常常用來做爲緩存，好比redis。

文檔數據庫

管理文檔，一個文檔至關於一條記錄，MongoDB。

搜索引擎

雖然關係型數據庫經常經過索引的方式提升檢索效率(不必定)，可是對於全文檢索卻比較低。搜索引擎的優點好比Elasticsearch、Splunk和Solr採用全文搜索，核心原理爲倒排索引

列式數據庫

相對於行式數據庫，將數據按照列存儲，這樣能夠大量下降系統的IO(由於相鄰的數據類型同樣，方便壓縮，天然就會下降IO)，適合分佈式文件系統，好比

圖數據庫

典型的就是網絡中的人與人的關係，節點和邊關係。

6 Oracle中的sql如何執行的

• 語法檢查：檢查SQL拼寫是否正確。
• 語義檢查：檢查SQL訪問對象是否存在。
• 權限檢查：檢查用戶是否有訪問權限。
• 共享池檢查：包含了庫緩存、數據字典緩衝區等。主要用來緩衝執行計劃或者表、視圖等對象。
• 優化器：進行硬解析，決定建立解析樹和生成執行計劃應該怎麼作
• 執行器：有了優化器，那麼在執行器思考如何被執行

7 mysql中sql如何執行的

• 查詢緩存

首先注意，mysql8.0以後已經放棄了這個功能(由於若是數據更新，緩存會狀況，若是爲動態數據常常更新，這樣反而增長SQL查詢時間)。緩存一般的理解是一箇中間層，若是在中間層存在查詢語句就直接返回，若是沒有則給解析器處理。

• 解析層

主要進行語法分析和語義分析。

• 優化器

肯定SQL語句的執行路徑。是根據全表檢索仍是根據索引。

• 執行器

進行權限檢查。

那麼mysql和oracle二者執行狀況有啥不同呢

MySql具備多種存儲引擎且能夠自定義存儲引擎，那麼有哪些存儲引擎，優勢缺點是啥？

	描述
InnoDB	Mysql5.5之後默認存儲引擎，支持事務，行級鎖，外鍵約束
MyISAM	Mysql5.5之前爲默認存儲引擎，不支持事務和外鍵，最大特色速度快，佔資源少
Memory存儲引擎	使用系統內存爲存儲介質，更快的響應速度。
NDB存儲引擎	用於Mysql Cluster分佈式集羣環境
Archive存儲引擎	壓縮機制的特色便於文件的歸檔，經常使用來作倉庫

8 如何查看一條sql的資源使用狀況

• prifiling是否開啓

mysql> select @@profiling;若是爲0表明關閉，設置爲1表示打開。

• 執行sql查詢語句

mysql> select *from student;

• 查看當前全部profiles

show profiles;查看當前會話的profiles

• 查看執行時間show profile

9 DDL

• 建立數據庫

建立公衆號原創做者數據庫

CREATE DATABASE WeChat_Official_Account_Author;

• 建立表結構(注意語句最後；結束，最後一個字段定義結束沒有逗號)

建立表 做者名(author_id,author_name且id爲遞增)

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;

• 刪除字段

ALTER TABLE author_names DROP COLUME author_age;

10 數據庫的常見約束

不成規矩，不成方圓

• 主鍵約束

惟一標識一條記錄，不重複且不能爲空(UNIQUE+NOT NULL)。主鍵可使是一個字段或者多個字段的組合，一個數據表主鍵只能有一個

• 外鍵約束

外鍵確保表與表之間引用的完整性。外鍵能夠重複也能夠爲空。

• 惟一性約束

字段在表中可使惟一的。

• NOT NULL約束

代表字段不該爲空，必須有取值。

• CHECK約束

檢查特定字段取值範圍的有效性

11 常見查詢語句

• 查詢姓名列

查詢單列

SELECT author_name FROM authors_name;

查詢全部列

SELECT * FROM authors_name;

• 去除重複行

SELECT DISTICT age FROM authors_name;

• 查詢排序

ASC 遞增排序，DESC遞減排序

SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC;

• 約束返回結果的個數

返回5條數據 LIMIT須要放在最後

SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC LIMIT 5;

• SELECT語句中關鍵字順序

關鍵字的順序：SELECT.....FROM...WHERE...GROUP BY

• SELECT語句的執行順序

FROM>WHERE>GROUP BY HAVING>SELECT

• 那麼一句sql的執行原理是什麼？請看下圖。

12 sql運算符

• 比較運算符(不一樣的DBMS支持的運算符可能不一樣)

• 邏輯運算符

當WHERE字句中同時出現OR和AND的時候，AND執行優先級會更高。通常來講()優先級最高，其次是AND,而後是OR。

• 通配符過濾

通配符是對文本類型進行模糊哈訊，可是一般是全表掃描，因此效率很低。只有當LIKE後面沒有通配符，並對字段進行索引的時候不會進行全表掃描。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現的任意次數(%)

• 通配符匹配之耽擱字符(_)

13 常見sql函數

提供函數，相似接口，更方便快速的得出想要的結果。

	描述	例子
ABS()	取絕對值	SELECT ABS(-5)---5
MOD()	取餘	SELECT MOD(101,3)---2
ROUND()	四捨五入爲指定的小數位數，若是兩個參數，分別爲字段名稱和小數位數	SELECT ROUND(38.29,1)--38.3
LENGTH()	計算字段長度。一個漢字三個字符。	SELECT LENGTH('小藍')--6
UPPER()	字符轉大寫	SELECT LOWER('qwe')--QWE
LOWER()	字符轉小寫	SELECT LOWER('QWE')--qwe
REPLACE()	替換函數	SELECT REPLACE('QWE123D','QWE',789)--789123D
SUBSTRING()	截取字符串	SELECT SUBSTRING('QWE123',1,3)--
CHAR_LENGTH()	計算機字段的長度，漢字，數字都算一個字符	SELECT CHAR_LENGTH('小藍')--2
CONCAT()	鏈接字符串	SELECT CONCAT('XIAOLAN',789)---XIAOLAN789
DATA()	返回時間的日期	SELECT DATA('2020-03-13 11:30:20')--2020-03-13
YEAR()/MONTH()/DAY()	返回時間的年份/月份/天數	SELECT YEAR(NOW())--2020
HOUR()	返回時間的小時	SELECT hour('12:13:14')--12
MINUTE()	返回時間的分鐘	SELECT MINUTE('12:13:14')--13
SECOND()	返回時間的秒部	SELECT SECOND('12:13:14')--14
CURRENT_DATE()	系統當前日期	SELECT CURRENT_DATE('2020-03-13 11:30:20')--2020-03-13
CURRENT_TIME()	系統當前時間，沒有具體日期	SELECT CURRENT_TIME('2020-03-13 11:30:20')--11:30:20
CURRENT_TIMESTAMP()	日期+時間	SELECT CURRENT_TIMESTAMP--2020-03-13 11:30:20

14 彙集函數

	描述	例子
COUNT()	總行數,無論某個字段是否爲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

• 數據分組

使用GROUP BY字句進行數據分組。

• HAVING過濾分組和WHERE的區別

WHERE 是用於數據行，而 HAVING 則做用於分組。若是分組完之後須要排序，就在其後增長ORDER BY完成

17 視圖

• 什麼是視圖

視圖能夠理解爲一箇中間表(結果集)，咋們叫虛擬表，它主要把咱們常常查詢的結果存放於中，從而提高使用的效率。自己不具備數據。以下圖所示。

• 爲何使用視圖

🍼重用SQL語句

🍼使用表的一部分而不是整個表

🍼更改數據格式和表示。

🍼經過授予表的特定訪問權限來保護數據，。。

• 如何使用視圖

✌️

• 使用視圖過濾不想一想要的數據
• 更新視圖

18 事務處理

要麼徹底執行，要麼不執行。

• A(Atomicity)原子性。不可分割，進行數據處理的基本單位。
• C(Consistency)。在進行事務操做之後，會從一致的狀態變爲另外一種一致的狀態。即便事務回滾也不能被破壞。
• I(Isolation)隔離性。事務的獨立性。一個事務在提交以前，對其餘的事務不可見。
• D(Durability)。經過事務日誌保證。即便系統崩潰，經過數據庫日誌的更新讓系統恢復到最後一次成功的更新狀態。

19 事務隔離

咱們知道當在高併發的狀況下，這個時候須要較高的吞吐量，那麼採起方式之一就是將原來的串行操做變化爲並行。這個時候能夠經過下降數據庫的隔離標準，來換取事務的併發能力。

講述相關內容以前，咱們先定義一個表以下。

ID	Age	Name
1	18	小藍
2	19	小林
3	20	小旋

• 髒讀

小藍今天想去看看數據庫內容，並想把朋友小地增長到數據庫中，因而操做以下：

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

此時小藍尚未提交這個事務，小林去訪問了這個表(小林去年買了個表，哈哈哈嗝)，因而

SQL>SELECT * FROM authors;

而後獲得這個結果:

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

結論：小藍尚未提交事務，小林訪問卻看到了增長的小地，這就是髒讀。

• 不可重複讀

小藍據說小地也在表裏，而後想看看是爲什麼人如此牛掰，幾歲了？

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

結果以下：

Age
20

個人天，這麼年輕？小藍試圖用個事務去修改其年齡

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

此時小藍去查詢下修改是否成功

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

結果以下：

Age
25

牛掰，修改爲功？那麼問題來了，小藍雖然修改了，可是並無提交呀，這就是不可重複讀，兩次查詢出現了不一樣的結果。

• 幻讀

今天小旋過來想看看，表裏都有哪些小夥伴。

SQL> SELECT *FROM authors;

結果以下：

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

這個時候小林遇到個小妹妹，發現其文采還不錯，開啓個事務將其放入表中。

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

小林記性太好了，因而還想看看到底有哪些人，

SQL> SELECT * FROM authors;

結果以下

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

啊！小林驚呆了，怎麼多了個妹妹！！！這就是幻讀！

• 隔離級別

	髒讀	不可重複讀	幻讀
讀未提交	容許	容許	容許
讀已提交	禁止	容許	容許
可重複讀	禁止	禁止	容許
可串行化	禁止	禁止	禁止

總結下：

讀未提交:

容許髒讀，也就是可能讀取到其餘會話中未提交事務修改的數據

讀已提交

只能讀取到已經提交的數據。Oracle等多數數據庫默認都是該級別 (不重複讀)

可重複讀

可重複讀。在同一個事務內的查詢都是事務開始時刻一致的，InnoDB默認級別。在SQL標準中，該隔離級別消除了不可重複讀，可是還存在幻讀

串行讀：

全串行化的讀，每次讀都須要得到表級共享鎖，讀寫相互都會阻塞.

20 python如何操做oracle

• 插入數據

• 查詢數據

21 初探調優

爲何調優，無非就是但願響應更快，吞吐量更大，用戶體驗更好。

那麼怎麼得到反饋

• 用戶

他們是直接體驗者，來的直接。

• 日誌匯聚分析,服務器監控，數據庫內部監控

經過性能工具進行查看，想起一張圖送給你們。

這裏是性能指標圖

通常從哪幾個方面着手數據庫調優，總之沒有最好，只有更合適。

• 前期DBMS的調研，選擇合適業務的DBMS

好比須要有事務處理能力，能夠選擇mysql的InnoDB。若是採用若是考慮大幅度的下降系統IO，那麼能夠考慮Nosql中的列式數據庫，以前說過列式存儲方便使用壓縮，可是不適合頻繁的增刪改。

• 選擇合適的緩存好比redis

將常用的數據放入緩存中(內存),提高查詢效率。

• 庫級別的優化

主從架構優化讀寫策略，具體方法請關注系列篇第二節。

好了，上面的基礎部分學習應該差很少了，那麼數據庫相關的優化，主從架構，讀寫分離，數據庫的分片等都是怎麼樣的呢？盡請期待後續學習分享，一塊兒成長！

參考資料

《mysql必知必會》

《mysql45講》

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

《高性能mysql》