三天学会数据库-day03

MySQL day03

1、约束

1.1、唯一性约束(unique)

* 唯一约束修饰的字段具有唯一性,不能重复。但可以为NULL。
* 案例:给某一列添加unique
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255) unique // 列级约束
);
insert into t_user values(1,'zhangsan');
insert into t_user values(2,'zhangsan');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry 'zhangsan' for key 'username'

insert into t_user(id) values(2);
insert into t_user(id) values(3);
insert into t_user(id) values(4);
* 案例:给两个列或者多个列添加unique
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
usercode varchar(255),
username varchar(255),
unique(usercode,username) // 多个字段联合起来添加1个约束unique 【表级约束】
);

insert into t_user values(1,'111','zs');
insert into t_user values(2,'111','ls');
insert into t_user values(3,'222','zs');
select * from t_user;
insert into t_user values(4,'111','zs');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '111-zs' for key 'usercode'

drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
usercode varchar(255) unique,
username varchar(255) unique
);
insert into t_user values(1,'111','zs');
insert into t_user values(2,'111','ls');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '111' for key 'usercode'
* 注意:not null约束只有列级约束。没有表级约束。

1.2、主键约束

* 怎么给一张表添加主键约束呢?
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key, // 列级约束
username varchar(255),
email varchar(255)
);
insert into t_user(id,username,email) values(1,'zs','zs@123.com');
insert into t_user(id,username,email) values(2,'ls','ls@123.com');
insert into t_user(id,username,email) values(3,'ww','ww@123.com');
select * from t_user;
+----+----------+------------+
| id | username | email |
+----+----------+------------+
| 1 | zs | zs@123.com |
| 2 | ls | ls@123.com |
| 3 | ww | ww@123.com |
+----+----------+------------+

insert into t_user(id,username,email) values(1,'jack','jack@123.com');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1' for key 'PRIMARY'

insert into t_user(username,email) values('jack','jack@123.com');
ERROR 1364 (HY000): Field 'id' doesn't have a default value

根据以上的测试得出:id是主键,因为添加了主键约束,主键字段中的数据不能为NULL,也不能重复。
主键的特点:不能为NULL,也不能重复。

* 主键相关的术语?
主键约束 : primary key
主键字段 : id字段添加primary key之后,id叫做主键字段
主键值 : id字段中的每一个值都是主键值。

* 主键有什么作用?
- 表的设计三范式中有要求,第一范式就要求任何一张表都应该有主键。
- 主键的作用:主键值是这行记录在这张表当中的唯一标识。(就像一个人的身份证号码一样。)

* 主键的分类?
根据主键字段的字段数量来划分:
单一主键(推荐的,常用的。)
复合主键(多个字段联合起来添加一个主键约束)(复合主键不建议使用,因为复合主键违背三范式。)
根据主键性质来划分:
自然主键:主键值最好就是一个和业务没有任何关系的自然数。(这种方式是推荐的)
业务主键:主键值和系统的业务挂钩,例如:拿着银行卡的卡号做主键,拿着身份证号码作为主键。(不推荐用)
最好不要拿着和业务挂钩的字段作为主键。因为以后的业务一旦发生改变的时候,主键值可能也需要
随着发生变化,但有的时候没有办法变化,因为变化可能会导致主键值重复。

* 一张表的主键约束只能有1个。(必须记住)

* 使用表级约束方式定义主键:
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255),
primary key(id)
);
insert into t_user(id,username) values(1,'zs');
insert into t_user(id,username) values(2,'ls');
insert into t_user(id,username) values(3,'ws');
insert into t_user(id,username) values(4,'cs');
select * from t_user;

insert into t_user(id,username) values(4,'cx');
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '4' for key 'PRIMARY'

以下内容是演示以下复合主键,不需要掌握:
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255),
password varchar(255),
primary key(id,username)
);
insert .......

* mysql提供主键值自增:(非常重要。)
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key auto_increment, // id字段自动维护一个自增的数字,从1开始,以1递增。
username varchar(255)
);
insert into t_user(username) values('a');
insert into t_user(username) values('b');
insert into t_user(username) values('c');
insert into t_user(username) values('d');
insert into t_user(username) values('e');
insert into t_user(username) values('f');
select * from t_user;

提示:Oracle当中也提供了一个自增机制,叫做:序列(sequence)对象。

1.3、外键约束

* 关于外键约束的相关术语:
外键约束: foreign key
外键字段:添加有外键约束的字段
外键值:外键字段中的每一个值。

* 业务背景:
请设计数据库表,用来维护学生和班级的信息?
第一种方案:一张表存储所有数据
no(pk) name classno classname
-------------------------------------------------------------------------------------------
1 zs1 101 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三1班
2 zs2 101 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三1班
3 zs3 102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班
4 zs4 102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班
5 zs5 102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班
缺点:冗余。【不推荐】

第二种方案:两张表(班级表和学生表)
t_class 班级表
cno(pk) cname
--------------------------------------------------------
101 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三1班
102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班

t_student 学生表
sno(pk) sname classno(该字段添加外键约束fk)
------------------------------------------------------------
1 zs1 101
2 zs2 101
3 zs3 102
4 zs4 102
5 zs5 102

* 将以上表的建表语句写出来:

t_student中的classno字段引用t_class表中的cno字段,此时t_student表叫做子表。t_class表叫做父表。

顺序要求:
删除数据的时候,先删除子表,再删除父表。
添加数据的时候,先添加父表,在添加子表。
创建表的时候,先创建父表,再创建子表。
删除表的时候,先删除子表,在删除父表。

drop table if exists t_student;
drop table if exists t_class;

create table t_class(
cno int,
cname varchar(255),
primary key(cno)
);

create table t_student(
sno int,
sname varchar(255),
classno int,
primary key(sno),
foreign key(classno) references t_class(cno)
);

insert into t_class values(101,'xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx');
insert into t_class values(102,'yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy');

insert into t_student values(1,'zs1',101);
insert into t_student values(2,'zs2',101);
insert into t_student values(3,'zs3',102);
insert into t_student values(4,'zs4',102);
insert into t_student values(5,'zs5',102);
insert into t_student values(6,'zs6',102);
select * from t_class;
select * from t_student;

insert into t_student values(7,'lisi',103);
ERROR 1452 (23000): Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails (`bjpowernode`.INT `t_student_ibfk_1` FOREIGN KEY (`classno`) REFERENCES `t_class` (`cno`))

* 外键值可以为NULL?
外键可以为NULL。

* 外键字段引用其他表的某个字段的时候,被引用的字段必须是主键吗?
注意:被引用的字段不一定是主键,但至少具有unique约束。

2、存储引擎?(整个内容属于了解内容)

2.1、完整的建表语句
CREATE TABLE `t_x` (
`id` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

注意:在MySQL当中,凡是标识符是可以使用飘号括起来的。最好别用,不通用。

建表的时候可以指定存储引擎,也可以指定字符集。

mysql默认使用的存储引擎是InnoDB方式。
默认采用的字符集是UTF8

2.2、什么是存储引擎呢?
存储引擎这个名字只有在mysql中存在。(Oracle中有对应的机制,但是不叫做存储引擎。Oracle中没有特殊的名字,
就是“表的存储方式”)

mysql支持很多存储引擎,每一个存储引擎都对应了一种不同的存储方式。
每一个存储引擎都有自己的优缺点,需要在合适的时机选择合适的存储引擎。

2.3、查看当前mysql支持的存储引擎?
show engines \G

mysql 5.5.36版本支持的存储引擎有9个:
*************************** 1. row ***************************
Engine: FEDERATED
Support: NO
Comment: Federated MySQL storage engine
Transactions: NULL
XA: NULL
Savepoints: NULL
*************************** 2. row ***************************
Engine: MRG_MYISAM
Support: YES
Comment: Collection of identical MyISAM tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 3. row ***************************
Engine: MyISAM
Support: YES
Comment: MyISAM storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 4. row ***************************
Engine: BLACKHOLE
Support: YES
Comment: /dev/null storage engine (anything you write to it disappears)
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 5. row ***************************
Engine: CSV
Support: YES
Comment: CSV storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 6. row ***************************
Engine: MEMORY
Support: YES
Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 7. row ***************************
Engine: ARCHIVE
Support: YES
Comment: Archive storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 8. row ***************************
Engine: InnoDB
Support: DEFAULT
Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
Transactions: YES
XA: YES
Savepoints: YES
*************************** 9. row ***************************
Engine: PERFORMANCE_SCHEMA
Support: YES
Comment: Performance Schema
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO

2.4、常见的存储引擎?

Engine: MyISAM
Support: YES
Comment: MyISAM storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO

MyISAM这种存储引擎不支持事务。
MyISAM是mysql最常用的存储引擎,但是这种引擎不是默认的。
MyISAM采用三个文件组织一张表:
xxx.frm(存储格式的文件)
xxx.MYD(存储表中数据的文件)
xxx.MYI(存储表中索引的文件)
优点:可被压缩,节省存储空间。并且可以转换为只读表,提高检索效率。
缺点:不支持事务。

-----------------------------------------------------------------------------

Engine: InnoDB
Support: DEFAULT
Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
Transactions: YES
XA: YES
Savepoints: YES

优点:支持事务、行级锁、外键等。这种存储引擎数据的安全得到保障。

表的结构存储在xxx.frm文件中
数据存储在tablespace这样的表空间中(逻辑概念),无法被压缩,无法转换成只读。
这种InnoDB存储引擎在MySQL数据库崩溃之后提供自动恢复机制。
InnoDB支持级联删除和级联更新。

-------------------------------------------------------------------------------------

Engine: MEMORY
Support: YES
Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO

缺点:不支持事务。数据容易丢失。因为所有数据和索引都是存储在内存当中的。
优点:查询速度最快。
以前叫做HEPA引擎。

3、事务(Transaction)

3.1、什么是事务?

一个事务是一个完整的业务逻辑单元,不可再分。

比如:银行账户转账,从A账户向B账户转账10000.需要执行两条update语句:
update t_act set balance = balance - 10000 where actno = 'act-001';
update t_act set balance = balance + 10000 where actno = 'act-002';

以上两条DML语句必须同时成功,或者同时失败,不允许出现一条成功,一条失败。

要想保证以上的两条DML语句同时成功或者同时失败,那么就需要使用数据库的“事务机制”。

3.2、和事务相关的语句只有:DML语句。(insert delete update)
为什么?因为它们这三个语句都是和数据库表当中的“数据”相关的。
事务的存在是为了保证数据的完整性,安全性。

3.3、假设所有的业务都能使用1条DML语句搞定,还需要事务机制吗?
不需要事务。
但实际情况不是这样的,通常一个“事儿(事务【业务】)”需要多条DML语句共同联合完成。

3.4、事务的特性?
事务包括四大特性:ACID
A: 原子性:事务是最小的工作单元,不可再分。
C: 一致性:事务必须保证多条DML语句同时成功或者同时失败。
I:隔离性:事务A与事务B之间具有隔离。
D:持久性:持久性说的是最终数据必须持久化到硬盘文件中,事务才算成功的结束。

3.5、关于事务之间的隔离性
事务隔离性存在隔离级别,理论上隔离级别包括4个:
第一级别:读未提交(read uncommitted)
对方事务还没有提交,我们当前事务可以读取到对方未提交的数据。
读未提交存在脏读(Dirty Read)现象:表示读到了脏的数据。
第二级别:读已提交(read committed)
对方事务提交之后的数据我方可以读取到。
这种隔离级别解决了: 脏读现象没有了。
读已提交存在的问题是:不可重复读。
第三级别:可重复读(repeatable read)
这种隔离级别解决了:不可重复读问题。
这种隔离级别存在的问题是:读取到的数据是幻象。
第四级别:序列化读/串行化读(serializable)
解决了所有问题。
效率低。需要事务排队。

oracle数据库默认的隔离级别是:读已提交。
mysql数据库默认的隔离级别是:可重复读。

3.6、演示事务
* mysql事务默认情况下是自动提交的。
(什么是自动提交?只要执行任意一条DML语句则提交一次。)怎么关闭自动提交?start transaction;

* 准备表:
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key auto_increment,
username varchar(255)
);

* 演示:mysql中的事务是支持自动提交的,只要执行一条DML,则提交一次。
mysql> insert into t_user(username) values('zs');
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)

* 演示:使用start transaction;关闭自动提交机制。
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('lisi');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 2 | lisi |
+----+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('wangwu');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 2 | lisi |
| 3 | wangwu |
+----+----------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)
--------------------------------------------------------------------
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('wangwu');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('rose');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values('jack');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
+----+----------+
4 rows in set (0.00 sec)

* 演示两个事务,假如隔离级别
演示第1级别:读未提交
set global transaction isolation level read uncommitted;
演示第2级别:读已提交
set global transaction isolation level read committed;
演示第3级别:可重复读
set global transaction isolation level repeatable read;

* mysql远程登录:mysql -h192.168.151.18 -uroot -p444

4、索引

4.1、什么是索引?有什么用?
索引就相当于一本书的目录,通过目录可以快速的找到对应的资源。
在数据库方面,查询一张表的时候有两种检索方式:
第一种方式:全表扫描
第二种方式:根据索引检索(效率很高)

索引为什么可以提高检索效率呢?
其实最根本的原理是缩小了扫描的范围。

索引虽然可以提高检索效率,但是不能随意的添加索引,因为索引也是数据库当中
的对象,也需要数据库不断的维护。是有维护成本的。比如,表中的数据经常被修改
这样就不适合添加索引,因为数据一旦修改,索引需要重新排序,进行维护。

添加索引是给某一个字段,或者说某些字段添加索引。

select ename,sal from emp where ename = 'SMITH';
当ename字段上没有添加索引的时候,以上sql语句会进行全表扫描,扫描ename字段中所有的值。
当ename字段上添加索引的时候,以上sql语句会根据索引扫描,快速定位。

4.2、怎么创建索引对象?怎么删除索引对象?
创建索引对象:
create index 索引名称 on 表名(字段名);
删除索引对象:
drop index 索引名称 on 表名;

4.3、什么时候考虑给字段添加索引?(满足什么条件)
* 数据量庞大。(根据客户的需求,根据线上的环境)
* 该字段很少的DML操作。(因为字段进行修改操作,索引也需要维护)
* 该字段经常出现在where子句中。(经常根据哪个字段查询)

4.4、注意:主键和具有unique约束的字段自动会添加索引。
根据主键查询效率较高。尽量根据主键检索。

4.5、查看sql语句的执行计划:
mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 14 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+

给薪资sal字段添加索引:
create index emp_sal_index on emp(sal);

mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ref | emp_sal_index | emp_sal_index | 9 | const | 1 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+

4.6、索引底层采用的数据结构是:B + Tree

4.7、索引的实现原理?
通过B Tree缩小扫描范围,底层索引进行了排序,分区,索引会携带数据在表中的“物理地址”,
最终通过索引检索到数据之后,获取到关联的物理地址,通过物理地址定位表中的数据,效率
是最高的。
select ename from emp where ename = 'SMITH';
通过索引转换为:
select ename from emp where 物理地址 = 0x3;

4.8、索引的分类?
单一索引:给单个字段添加索引
复合索引: 给多个字段联合起来添加1个索引
主键索引:主键上会自动添加索引
唯一索引:有unique约束的字段上会自动添加索引
....

4.9、索引什么时候失效?
select ename from emp where ename like '%A%';
模糊查询的时候,第一个通配符使用的是%,这个时候索引是失效的。

5、视图(view)

5.1、什么是视图?
站在不同的角度去看到数据。(同一张表的数据,通过不同的角度去看待)。

5.2、怎么创建视图?怎么删除视图?
create view myview as select empno,ename from emp;
drop view myview;

注意:只有DQL语句才能以视图对象的方式创建出来。

5.3、对视图进行增删改查,会影响到原表数据。(通过视图影响原表数据的,不是直接操作的原表)
可以对视图进行CRUD操作。

5.4、面向视图操作?
mysql> select * from myview;
+-------+--------+
| empno | ename |
+-------+--------+
| 7369 | SMITH |
| 7499 | ALLEN |
| 7521 | WARD |
| 7566 | JONES |
| 7654 | MARTIN |
| 7698 | BLAKE |
| 7782 | CLARK |
| 7788 | SCOTT |
| 7839 | KING |
| 7844 | TURNER |
| 7876 | ADAMS |
| 7900 | JAMES |
| 7902 | FORD |
| 7934 | MILLER |
+-------+--------+

create table emp_bak as select * from emp;
create view myview1 as select empno,ename,sal from emp_bak;
update myview1 set ename='hehe',sal=1 where empno = 7369; // 通过视图修改原表数据。
delete from myview1 where empno = 7369; // 通过视图删除原表数据。

5.5、视图的作用?
视图可以隐藏表的实现细节。保密级别较高的系统,数据库只对外提供相关的视图,java程序员
只对视图对象进行CRUD。

6、DBA命令

6.1、将数据库当中的数据导出
在windows的dos命令窗口中执行:(导出整个库)
mysqldump bjpowernode>D:\bjpowernode.sql -uroot -p333

在windows的dos命令窗口中执行:(导出指定数据库当中的指定表)
mysqldump bjpowernode emp>D:\bjpowernode.sql -uroot –p123

6.2、导入数据
create database bjpowernode;
use bjpowernode;
source D:\bjpowernode.sql

7、数据库设计三范式(重点内容,面试经常问)

7.1、什么是设计范式?
设计表的依据。按照这个三范式设计的表不会出现数据冗余。

7.2、三范式都是哪些?

第一范式:任何一张表都应该有主键,并且每一个字段原子性不可再分。

第二范式:建立在第一范式的基础之上,所有非主键字段完全依赖主键,不能产生部分依赖。
多对多?三张表,关系表两个外键。
t_student学生表
sno(pk) sname
-------------------
1 张三
2 李四
3 王五

t_teacher 讲师表
tno(pk) tname
---------------------
1 王老师
2 张老师
3 李老师

t_student_teacher_relation 学生讲师关系表
id(pk) sno(fk) tno(fk)
----------------------------------
1 1 3
2 1 1
3 2 2
4 2 3
5 3 1
6 3 3

第三范式:建立在第二范式的基础之上,所有非主键字段直接依赖主键,不能产生传递依赖。
一对多?两张表,多的表加外键。
班级t_class
cno(pk) cname
--------------------------
1 班级1
2 班级2

学生t_student
sno(pk) sname classno(fk)
---------------------------------------------
101 张1 1
102 张2 1
103 张3 2
104 张4 2
105 张5 2

提醒:在实际的开发中,以满足客户的需求为主,有的时候会拿冗余换执行速度。

7.3、一对一怎么设计?

一对一设计有两种方案:主键共享
t_user_login 用户登录表
id(pk) username password
--------------------------------------
1 zs 123
2 ls 456

t_user_detail 用户详细信息表
id(pk+fk) realname tel ....
------------------------------------------------
1 张三 1111111111
2 李四 1111415621

一对一设计有两种方案:外键唯一。
t_user_login 用户登录表
id(pk) username password
--------------------------------------
1 zs 123
2 ls 456

t_user_detail 用户详细信息表
id(pk) realname tel userid(fk+unique)....
-----------------------------------------------------------
1 张三 1111111111 2
2 李四 1111415621 1

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