【MySQL必知必会--理论】

1.入门

1.1 什么是数据库？

数据库：数据库（Database）指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。简单来说，数据库就是一个存储数据的仓库，它将数据按照特定的规律存储在磁盘上。

数据：描述事物的符号称为数据。数据有多种表现形式，可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等。在数据库中数据表示记录，例如，在学生管理数据库中，记录学生的信息包括学号、姓名、性别、年龄、籍贯和联系电话等，这些信息就是数据。

信息：信息是指对数据进行加工处理后提取的对人类社会实践和生产活动产生决策影响的数据。信息就是数据中所包含的意义。未经过加工的数据只是一种原始材料，它的价值在于记录了客观世界的事实。

数据库管理系统（DBMS）：是数据库系统的核心软件之一，是位于用户与操作系统之间的数据管理软件，用于建立，使用和维护数据库。它的主要功能包括数据定义、数据操作、数据库的运行管理、数据库的建立和维护等几个方面。

数据管理就是对各种数据进行分类、组织、编码、查询和维护，主要经历了 3 个阶段，即人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。每一个阶段都是以减小数据冗余、增强数据独立性和方便操作数据为目的进行发展。

1.2 数据库分类

数据库有两种类型，分别是关系型数据库和非关系型数据库。

关系型数据库

关系型数据库是建立在关系模型基础上的数据库，借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。简单说，关系型数据库是由多张能互相连接的表组成的数据库。

优点

都是使用表结构，格式一致，易于维护。
使用通用的 SQL 语言操作，使用方便，可用于复杂查询。
数据存储在磁盘中，安全。

缺点

读写性能比较差，不能满足海量数据的高效率读写。
不节省空间。因为建立在关系模型上，就要遵循某些规则，比如数据中某字段值即使为空仍要分配空间。
固定的表结构，灵活度较低。

常见的关系型数据库有 Oracle、DB2、PostgreSQL、Microsoft SQL Server、Microsoft Access 和 MySQL 等。

非关系型数据库

非关系型数据库又被称为 NoSQL（Not Only SQL )，意为不仅仅是 SQL。通常指数据以对象的形式存储在数据库中，而对象之间的关系通过每个对象自身的属性来决定。

优点

非关系型数据库存储数据的格式可以是 key-value 形式、文档形式、图片形式等。使用灵活，应用场景广泛，而关系型数据库则只支持基础类型。
速度快，效率高。 NoSQL 可以使用硬盘或者随机存储器作为载体，而关系型数据库只能使用硬盘。
海量数据的维护和处理非常轻松。
非关系型数据库具有扩展简单、高并发、高稳定性、成本低廉的优势。
可以实现数据的分布式处理。

缺点

非关系型数据库暂时不提供 SQL 支持，学习和使用成本较高。
非关系数据库没有事务处理，没有保证数据的完整性和安全性。适合处理海量数据，但是不一定安全。
功能没有关系型数据库完善。

常见的非关系型数据库有 Neo4j、MongoDB、Redis、Memcached、MemcacheDB 和 HBase 等。

1.3 数据库的种类有哪些

DBMS（数据库管理系统）主要通过数据的保存格式进行分类，现阶段主要分为以下几种类型。

层次数据库（Hierarchical Database，HDB）

层次数据库是最早研制成功的数据库系统，它把数据通过层次结构（树形结构）的方式表现出来。层次数据库曾经是数据库的主流，但随着关系数据库的出现和普及，现在已经很少使用了。

比较具有代表性的层次数据库是 IMS（Information Management System）数据库，由 IBM 公司研制成功。

关系型数据库（Relational Database，RDB）

关系型数据库是现在应用最广泛的数据库。关系型数据库在 1969 年诞生，可谓历史悠久。和 Excel 工作表一样，关系型数据库也采用由行和列组成的二维表来管理数据，所以简单易懂。同时，它还使用 SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）对数据进行操作。

比较具有代表性的关系型数据库有 Oracle Database、SQL Server、DB2、PostgreSQL 和MySQL。

面向文档（Document-Oriented）数据库

面向文档数据库会将数据以文档的形式存储。每个文档都是一系列数据项的集合。每个数据项都有一个名称与对应的值，值既可以是简单的数据类型，如字符串、数字和日期等；也可以是复杂的类型，如有序列表和关联对象。

数据存储的最小单位是文档，同一个表中存储的文档属性可以是不同的，数据可以使用XML、JSON或者JSONB等多种形式存储。

具有代表性的面向文档数据库有 MongDB 和 CouchDB。

列存储（Column-oriented）数据库

列存储数据库将数据存储存在列族（column family）中，一个列族用来存储经常被一起查询的相关数据。例如，如果有一个 Person 类，我们经常会一起查询他们的姓名和年龄而不是薪资。这种情况下，姓名和年龄就会被放入一个列族中，而薪资则在另一个列族中。

列存储数据库通常用来应对分布式存储的海量数据。具有代表性的列存储数据库有 Cassandra 和 HBase。

XML 数据库（XML Database，XMLDB）

XML 数据库是一种支持对 XML（标准通用标记语言下的一个应用）格式文档进行存储和查询等操作的数据管理系统。在系统中，开发人员可以对数据库中的 XML 文档进行查询、导出和指定格式的序列化。

键值存储数据库（Key-Value Store，KVS）

键值存储数据库是用来保存查询所使用的主键（Key）和值（Value）的组合的数据库。具有编程语言知识的读者可以把它想象成关联数组或者散列（hash）。

具有代表性的键值存储数据库有 Redis、Memcached 和 MemcachedDB。

1.4 MySQL是什么？它有什么优势？

MySQL 是最流行的数据库之一，是一个免费开源的关系型数据库管理系统，目前属于 Oracle 公司。MySQL 适合中小型软件，被个人用户以及中小企业青睐。

针对不同的用户，MySQL 分为两个版本：

MySQL Community Server（社区版）：该版本是自由下载且完全免费的，但是官方不提供技术支持。
MySQL Enterprise Server（企业版）：该版本是收费的，而且不能下载，但是该版本拥有完善的技术支持（官方提供电话技术支持）。

MySQL的特点、优势

1）MySQL 是开放源代码的数据库

MySQL 是开放源代码的数据库，任何人都可以获取该数据库的源代码。这就使得任何人都可以修正 MySQL 的缺陷，并且任何人都能以任何目的来使用该数据库。MySQL 是一款可以自由使用的数据库。

2）MySQL 的跨平台性

MySQL 不仅可以在 Windows 系列的操作系统上运行，还可以在 UNIX、Linux 和 Mac OS 等操作系统上运行。因为很多网站都选择 UNIX、Linux 作为网站的服务器，所以 MySQL 的跨平台性保证了其在 Web 应用方面的优势。虽然微软公司的 SQL Server 数据库是一款很优秀的商业数据库，但是其只能在 Windows 系列的操作系统上运行。因此，MySQL 数据库的跨平台性是一个很大的优势。

3）价格优势

MySQL 数据库是一个自由软件，任何人都可以从 MySQL 的官方网站上下载该软件，这些社区版本的 MySQL 都是免费试用的，即使是需要付费的附加功能，其价格也是很便宜的。相对于 Oracle、DB2 和 SQL Server 这些价格昂贵的商业软件，MySQL 具有绝对的价格优势。

4）功能强大且使用方便

MySQL 是一个真正的多用户、多线程 SQL 数据库服务器。它能够快速、有效和安全的处理大量的数据。相对于 Oracle 等数据库来说，MySQL 的使用是非常简单的。MySQL 主要目标是快速、健壮和易用。

MySQL 与常用的主流数据库 Oracle、SQL Server 相比，主要特点就是免费，并且在任何平台上都能使用，占用的空间相对较小。但是，MySQL 也有一些不足，比如对于大型项目来说，MySQL 的容量和安全性就略逊于 Oracle 数据库。

1.5 MySQL适用于哪些场景？

MySQL 是目前世界上最流行的开源关系数据库，大多应用于互联网行业。比如，在国内，大家所熟知的百度、腾讯、淘宝、京东、网易、新浪等，国外的 Google、Facebook、Twitter、GitHub 等都在使用 MySQL。社交、电商、游戏的核心存储往往也是 MySQL。

1. Web 网站系统

Web 网站开发者是 MySQL 最大的客户群，也是 MySQL 发展史上最为重要的支撑力量。

MySQL 之所以能成为 Web 网站开发者们最青睐的数据库管理系统，是因为 MySQL 数据库的安装配置都非常简单，使用过程中的维护也不像很多大型商业数据库管理系统那么复杂，而且性能出色。还有一个非常重要的原因就是 MySQL 是开放源代码的，完全可以免费使用。

2、日志记录系统

MySQL 数据库的插入和查询性能都非常的高效，如果设计的好，在使用 MyISAM 存储引擎的时候，两者可以做到互不锁定，达到很高的并发性能。所以，对需要大量的插入和查询日志记录的系统来说，MySQL 是非常不错的选择。比如处理用户的登录日志，操作日志等，都是非常适合的应用场景。

3、数据仓库系统

随着现在数据仓库数据量的飞速增长，我们需要的存储空间越来越大。数据量的不断增长，使数据的统计分析变得越来越低效，也越来越困难。下面是几个主要的解决思路。

1）采用昂贵的高性能主机以提高计算性能，用高端存储设备提高 I/O 性能，效果理想，但是成本非常高；

2）通过将数据复制到多台使用大容量硬盘的廉价 PC Server 上，以提高整体计算性能和 I/O 能力，效果尚可，存储空间有一定限制，成本低廉；

3）通过将数据水平拆分，使用多台廉价的 PC Server 和本地磁盘来存放数据，每台机器上面都只有所有数据的一部分，解决了数据量的问题，所有 PC Server 一起并行计算，也解决了计算能力问题，通过中间代理程序调配各台机器的运算任务，既可以解决计算性能问题又可以解决 I/O 性能问题，成本也很低廉。

在上面的三个方案中，第二和第三个的实现，MySQL 都有较大的优势。通过 MySQL 的简单复制功能，可以很好的将数据从一台主机复制到另外一台，不仅仅在局域网内可以复制，在广域网同样可以。

当然，很多人可能会说，其他的数据库同样也可以做到，不是只有 MySQL 有这样的功能。确实，很多数据库同样能做到，但是 MySQL 是免费的，其他数据库大多都是按照主机数量或者 cpu 数量来收费，当我们使用大量的 PC Server 的时候，License 费用相当惊人。所以第一个方案，基本上所有数据库系统都能够实现，但是其高昂的成本不是每一个公司都能够承担的。

4、嵌入式系统

嵌入式环境对软件系统最大的限制是硬件资源非常有限，在嵌入式环境下运行的软件系统，必须是轻量级低消耗的软件。

MySQL 在资源的使用方面的伸缩性非常大，可以在资源非常充裕的环境下运行，也可以在资源非常少的环境下正常运行。它对于嵌入式环境来说，是一种非常合适的数据库系统，而且 MySQL 有专门针对于嵌入式环境的版本。

并且，MySQL 的定位是通用数据库，各种类型的应用一般都能利用到 MySQL 存取数据的优势。业内生产实践证明，MySQL 更适合中小型企业。以目前的软硬件产品水平来看，如果数据超过几个 TB 将难以高效利用 MySQL。

2.MySQL数据类型简介

MySQL 的数据类型有大概可以分为 5 种，分别是整数类型、浮点数类型和定点数类型、日期和时间类型、字符串类型、二进制类型等。

注意：整数类型和浮点数类型可以统称为数值数据类型。

1) 数值类型

整数类型包括 TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT，浮点数类型包括 FLOAT 和 DOUBLE，定点数类型为 DECIMAL。

类型名称	说明	范围	存储需求
TINYINT	很小的整数	-128〜127	1个字节 0 〜255
SMALLINT	小的整数	-32768〜32767	2个字节 0〜65535
MEDIUMINT	中等大小的整数	-8388608〜8388607	3个字节 0〜16777215
INT (INTEGHR)	普通大小的整数	-2147483648〜2147483647	4个字节 0〜4294967295
BIGINT	大整数	-9223372036854775808〜9223372036854775807	8个字节 0〜18446744073709551615

类型名称	说明	范围	存储需求
FLOAT	单精度浮点数	有符号的取值范围：-3.402823466E+38～-1.175494351E-38。无符号的取值范围：0 和 -1.175494351E-38～-3.402823466E+38。	4 个字节
DOUBLE	双精度浮点数	有符号的取值范围：-1.7976931348623157E+308～-2.2250738585072014E-308。无符号的取值范围：0 和 -2.2250738585072014E-308～-1.7976931348623157E+308。	8 个字节
DECIMAL (M, D)，DEC	压缩的“严格”定点数		M+2 个字节

2) 日期/时间类型

包括 YEAR、TIME、DATE、DATETIME 和 TIMESTAMP。

类型名称	日期格式	日期范围	存储需求
YEAR	YYYY	1901 ~ 2155	1 个字节
TIME	HH:MM:SS	-838:59:59 ~ 838:59:59	3 个字节
DATE	YYYY-MM-DD	1000-01-01 ~ 9999-12-3	3 个字节
DATETIME	YYYY-MM-DD HH:MM:SS	1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59	8 个字节
TIMESTAMP	YYYY-MM-DD HH:MM:SS	1980-01-01 00:00:01 UTC ~ 2040-01-19 03:14:07 UTC	4 个字节

3) 字符串类型

包括 CHAR、VARCHAR、BINARY、VARBINARY、BLOB、TEXT、ENUM 和 SET 等。

类型名称	说明	存储需求
CHAR(M)	固定长度非二进制字符串	M 字节，1<=M<=255
VARCHAR(M)	变长非二进制字符串	L+1字节，在此，L< = M和 1<=M<=255
TINYTEXT	非常小的非二进制字符串	L+1字节，在此，L<2^8
TEXT	小的非二进制字符串	L+2字节，在此，L<2^16
MEDIUMTEXT	中等大小的非二进制字符串	L+3字节，在此，L<2^24
LONGTEXT	大的非二进制字符串	L+4字节，在此，L<2^32
ENUM	枚举类型，只能有一个枚举字符串值	1或2个字节，取决于枚举值的数目 (最大值为65535)
SET	一个设置，字符串对象可以有零个或多个SET成员	1、2、3、4或8个字节，取决于集合成员的数量（最多64个成员）

4) 二进制类型

包括 BIT、BINARY、VARBINARY、TINYBLOB、BLOB、MEDIUMBLOB 和 LONGBLOB。

类型名称	说明	存储需求
BIT(M)	位字段类型	大约 (M+7)/8 字节
BINARY(M)	固定长度二进制字符串	M 字节
VARBINARY (M)	可变长度二进制字符串	M+1 字节
TINYBLOB (M)	非常小的BLOB	L+1 字节，在此，L<2^8
BLOB (M)	小 BLOB	L+2 字节，在此，L<2^16
MEDIUMBLOB (M)	中等大小的BLOB	L+3 字节，在此，L<2^24
LONGBLOB (M)	非常大的BLOB	L+4 字节，在此，L<2^32

3.MySQL的存储引擎

数据库存储引擎是数据库底层软件组件，存储引擎就是指表的类型。数据库的存储引擎决定了表在计算机中的存储方式。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引技巧、锁定水平等功能，使用不同的存储引擎还可以获得特定的功能。

表 1 MySQL 的存储引擎
存储引擎	描述
ARCHIVE	用于数据存档的引擎，数据被插入后就不能在修改了，且不支持索引。
CSV	在存储数据时，会以逗号作为数据项之间的分隔符。
BLACKHOLE	会丢弃写操作，该操作会返回空内容。
FEDERATED	将数据存储在远程数据库中，用来访问远程表的存储引擎。
InnoDB	具备外键支持功能的事务处理引擎
MEMORY	置于内存的表
MERGE	用来管理由多个 MyISAM 表构成的表集合
MyISAM	主要的非事务处理存储引擎
NDB	MySQL 集群专用存储引擎

4.MySQL的约束

在 MySQL 中，主要支持以下 6 种约束：

1）主键约束

主键约束是使用最频繁的约束。在设计数据表时，一般情况下，都会要求表中设置一个主键。

主键是表的一个特殊字段，该字段能唯一标识该表中的每条信息。例如，学生信息表中的学号是唯一的。

2）外键约束

外键约束经常和主键约束一起使用，用来确保数据的一致性。

外键用来建立主表与从表的关联关系，为两个表的数据建立连接，约束两个表中数据的一致性和完整性。

一个表可以有一个或多个外键，外键可以为空值，若不为空值，则每一个外键的值必须等于主表中主键的某个值。

例如，一个水果摊，只有苹果、桃子、李子、西瓜 4 种水果，那么，你来到水果摊要买水果只能选择苹果、桃子、李子和西瓜，不能购买其它的水果。

3）唯一约束

唯一约束与主键约束有一个相似的地方，就是它们都能够确保列的唯一性。与主键约束不同的是，唯一约束在一个表中可以有多个，并且设置唯一约束的列是允许有空值的，虽然只能有一个空值。

例如，在用户信息表中，要避免表中的用户名重名，就可以把用户名列设置为唯一约束。

4）检查约束

检查约束是用来检查数据表中，字段值是否有效的一个手段。

例如，学生信息表中的年龄字段是没有负数的，并且数值也是有限制的。如果是大学生，年龄一般应该在 18~30 岁之间。在设置字段的检查约束时要根据实际情况进行设置，这样能够减少无效数据的输入。

5）非空约束

非空约束用来约束表中的字段不能为空。例如，在学生信息表中，如果不添加学生姓名，那么这条记录是没有用的。

6）默认值约束

默认值约束用来约束当数据表中某个字段不输入值时，自动为其添加一个已经设置好的值。

例如，在注册学生信息时，如果不输入学生的性别，那么会默认设置一个性别或者输入一个“未知”。

默认值约束通常用在已经设置了非空约束的列，这样能够防止数据表在录入数据时出现错误。

以上 6 种约束中，一个数据表中只能有一个主键约束，其它约束可以有多个。

5.MySQL函数

MySQL 函数是 MySQL 数据库提供的内部函数，函数可以很方便的地实现业务逻辑的重用，并且 MySQL 数据库允许用户自己创建函数，以适应实际的业务操作。

MySQL 函数包括数学函数、字符串函数、日期和时间函数、条件判断函数、系统信息函数和加密函数等。这些函数不仅能帮助用户做很多事情，比如字符串的处理、数值的运算、日期的运算等，还可以帮助开发人员编写出简单快捷的 SQL 语句。

下面介绍这几类函数的使用范围。

数学函数主要用于处理数字。这类函数包括绝对值函数、正弦函数、余弦函数和获得随机数的函数等。
字符串函数主要用于处理字符串。其中包括字符串连接函数、字符串比较函数、将字符串的字母都变成小写或大写字母的函数和获取子串的函数等。
日期和时间函数主要用于处理日期和时间。其中包括获取当前时间的函数、获取当前日期的函数、返回年份的函数和返回日期的函数等。
条件判断函数主要用于在 SQL 语句中控制条件选择。其中包括 IF 语句、CASE 语句和 WHERE 语句等。
系统信息函数主要用于获取 MySQL 数据库的系统信息。其中包括获取数据库名的函数、获取当前用户的函数和获取数据库版本的函数等。
加密函数主要用于对字符串进行加密解密。其中包括字符串加密函数和字符串解密函数等。
其他函数主要包括格式化函数和锁函数等。

MySQL 数值型函数
函数名称	作用
ABS	求绝对值
SQRT	求二次方根
MOD	求余数
CEIL 和 CEILING	两个函数功能相同，都是返回不小于参数的最小整数，即向上取整
FLOOR	向下取整，返回值转化为一个BIGINT
RAND	生成一个0~1之间的随机数，传入整数参数是，用来产生重复序列
ROUND	对所传参数进行四舍五入
SIGN	返回参数的符号
POW 和 POWER	两个函数的功能相同，都是所传参数的次方的结果值
SIN	求正弦值
ASIN	求反正弦值，与函数 SIN 互为反函数
COS	求余弦值
ACOS	求反余弦值，与函数 COS 互为反函数
TAN	求正切值
ATAN	求反正切值，与函数 TAN 互为反函数
COT	求余切值

MySQL 字符串函数
函数名称	作用
LENGTH	计算字符串长度函数，返回字符串的字节长度
CONCAT	合并字符串函数，返回结果为连接参数产生的字符串，参数可以使一个或多个
INSERT	替换字符串函数
LOWER	将字符串中的字母转换为小写
UPPER	将字符串中的字母转换为大写
LEFT	从左侧字截取符串，返回字符串左边的若干个字符
RIGHT	从右侧字截取符串，返回字符串右边的若干个字符
TRIM	删除字符串左右两侧的空格
REPLACE	字符串替换函数，返回替换后的新字符串
SUBSTRING	截取字符串，返回从指定位置开始的指定长度的字符换
REVERSE	字符串反转（逆序）函数，返回与原始字符串顺序相反的字符串

MySQL 日期和时间函数
函数名称	作用
CURDATE 和 CURRENT_DATE	两个函数作用相同，返回当前系统的日期值
CURTIME 和 CURRENT_TIME	两个函数作用相同，返回当前系统的时间值
NOW 和 SYSDATE	两个函数作用相同，返回当前系统的日期和时间值
UNIX_TIMESTAMP	获取UNIX时间戳函数，返回一个以 UNIX 时间戳为基础的无符号整数
FROM_UNIXTIME	将 UNIX 时间戳转换为时间格式，与UNIX_TIMESTAMP互为反函数
MONTH	获取指定日期中的月份
MONTHNAME	获取指定日期中的月份英文名称
DAYNAME	获取指定曰期对应的星期几的英文名称
DAYOFWEEK	获取指定日期对应的一周的索引位置值
WEEK	获取指定日期是一年中的第几周，返回值的范围是否为 0〜52 或 1〜53
DAYOFYEAR	获取指定曰期是一年中的第几天，返回值范围是1~366
DAYOFMONTH	获取指定日期是一个月中是第几天，返回值范围是1~31
YEAR	获取年份，返回值范围是 1970〜2069
TIME_TO_SEC	将时间参数转换为秒数
SEC_TO_TIME	将秒数转换为时间，与TIME_TO_SEC 互为反函数
DATE_ADD 和 ADDDATE	两个函数功能相同，都是向日期添加指定的时间间隔
DATE_SUB 和 SUBDATE	两个函数功能相同，都是向日期减去指定的时间间隔
ADDTIME	时间加法运算，在原始时间上添加指定的时间
SUBTIME	时间减法运算，在原始时间上减去指定的时间
DATEDIFF	获取两个日期之间间隔，返回参数 1 减去参数 2 的值
DATE_FORMAT	格式化指定的日期，根据参数返回指定格式的值
WEEKDAY	获取指定日期在一周内的对应的工作日索引

MySQL 聚合函数
函数名称	作用
MAX	查询指定列的最大值
MIN	查询指定列的最小值
COUNT	统计查询结果的行数
SUM	求和，返回指定列的总和
AVG	求平均值，返回指定列数据的平均值

MySQL 流程控制函数
函数名称	作用
IF	判断，流程控制
IFNULL	判断是否为空
CASE	搜索语句

6.视图和索引

视图在数据库中的作用类似于窗户，用户可以通过这个窗口看到只对自己有用的数据。

MySQL 视图（View）是一种虚拟存在的表，同真实表一样，视图也由列和行构成，但视图并不实际存在于数据库中。行和列的数据来自于定义视图的查询中所使用的表，并且还是在使用视图时动态生成的。

索引是一种特殊的数据库结构，由数据表中的一列或多列组合而成，可以用来快速查询数据表中有某一特定值的记录。

索引就是根据表中的一列或若干列按照一定顺序建立的列值与记录行之间的对应关系表，实质上是一张描述索引列的列值与原表中记录行之间一一对应关系的有序表。

索引的优点如下：

通过创建唯一索引可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
可以给所有的 MySQL 列类型设置索引。
可以大大加快数据的查询速度，这是使用索引最主要的原因。
在实现数据的参考完整性方面可以加速表与表之间的连接。
在使用分组和排序子句进行数据查询时也可以显著减少查询中分组和排序的时间

索引的缺点：

创建和维护索引组要耗费时间，并且随着数据量的增加所耗费的时间也会增加。
索引需要占磁盘空间，除了数据表占数据空间以外，每一个索引还要占一定的物理空间。如果有大量的索引，索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。
当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态维护，这样就降低了数据的维护速度。

7.存储过程

存储过程是在数据库中定义一些 SQL 语句的集合，可以直接调用这些存储过程来执行已经定义好的 SQL 语句。避免了开发人员重复编写相同 SQL 语句的问题。

存储过程可以用来转换数据、数据迁移、制作报表，它类似于编程语言，一次执行成功，就可以随时被调用，完成指定的功能操作。

使用存储过程不仅可以提高数据库的访问效率，同时也可以提高数据库使用的安全性。

存储过程有如下优点：

1) 封装性

通常完成一个逻辑功能需要多条 SQL 语句，而且各个语句之间很可能传递参数，所以，编写逻辑功能相对来说稍微复杂些，而存储过程可以把这些 SQL 语句包含到一个独立的单元中，使外界看不到复杂的 SQL 语句，只需要简单调用即可达到目的。并且数据库专业人员可以随时对存储过程进行修改，而不会影响到调用它的应用程序源代码。

2) 可增强 SQL 语句的功能和灵活性

存储过程可以用流程控制语句编写，有很强的灵活性，可以完成复杂的判断和较复杂的运算。

3) 可减少网络流量

由于存储过程是在服务器端运行的，且执行速度快，因此当客户计算机上调用该存储过程时，网络中传送的只是该调用语句，从而可降低网络负载。

4) 高性能

当存储过程被成功编译后，就存储在数据库服务器里了，以后客户端可以直接调用，这样所有的 SQL 语句将从服务器执行，从而提高性能。但需要说明的是，存储过程不是越多越好，过多的使用存储过程反而影响系统性能。

5) 提高数据库的安全性和数据的完整性

存储过程提高安全性的一个方案就是把它作为中间组件，存储过程里可以对某些表做相关操作，然后存储过程作为接口提供给外部程序。这样，外部程序无法直接操作数据库表，只能通过存储过程来操作对应的表，因此在一定程度上，安全性是可以得到提高的。

6) 使数据独立

数据的独立可以达到解耦的效果，也就是说，程序可以调用存储过程，来替代执行多条的 SQL 语句。这种情况下，存储过程把数据同用户隔离开来，优点就是当数据表的结构改变时，调用表不用修改程序，只需要数据库管理者重新编写存储过程即可。

8.触发器

MySQL 的触发器和存储过程一样，都是嵌入到 MySQL 中的一段程序，是 MySQL 中管理数据的有力工具。不同的是执行存储过程要使用 CALL 语句来调用，而触发器的执行不需要使用 CALL 语句来调用，也不需要手工启动，而是通过对数据表的相关操作来触发、激活从而实现执行。

触发器与数据表关系密切，主要用于保护表中的数据。特别是当有多个表具有一定的相互联系的时候，触发器能够让不同的表保持数据的一致性。
在 MySQL 中，只有执行 INSERT、UPDATE 和 DELETE 操作时才能激活触发器

8.1触发器的优缺点

触发器的优点如下：

触发器的执行是自动的，当对触发器相关表的数据做出相应的修改后立即执行。
触发器可以实施比 FOREIGN KEY 约束、CHECK 约束更为复杂的检查和操作。
触发器可以实现表数据的级联更改，在一定程度上保证了数据的完整性。

触发器的缺点如下：

使用触发器实现的业务逻辑在出现问题时很难进行定位，特别是涉及到多个触发器的情况下，会使后期维护变得困难。
大量使用触发器容易导致代码结构被打乱，增加了程序的复杂性，
如果需要变动的数据量较大时，触发器的执行效率会非常低。

8.2 MySQL 所支持的触发器

有三种：INSERT 触发器、UPDATE 触发器和 DELETE 触发器

1) INSERT 触发器

在 INSERT 语句执行之前或之后响应的触发器。

使用 INSERT 触发器需要注意以下几点：

在 INSERT 触发器代码内，可引用一个名为 NEW（不区分大小写）的虚拟表来访问被插入的行。
在 BEFORE INSERT 触发器中，NEW 中的值也可以被更新，即允许更改被插入的值（只要具有对应的操作权限）。
对于 AUTO_INCREMENT 列，NEW 在 INSERT 执行之前包含的值是 0，在 INSERT 执行之后将包含新的自动生成值。

2) UPDATE 触发器

在 UPDATE 语句执行之前或之后响应的触发器。

使用 UPDATE 触发器需要注意以下几点：

在 UPDATE 触发器代码内，可引用一个名为 NEW（不区分大小写）的虚拟表来访问更新的值。
在 UPDATE 触发器代码内，可引用一个名为 OLD（不区分大小写）的虚拟表来访问 UPDATE 语句执行前的值。
在 BEFORE UPDATE 触发器中，NEW 中的值可能也被更新，即允许更改将要用于 UPDATE 语句中的值（只要具有对应的操作权限）。

3) DELETE 触发器

在 DELETE 语句执行之前或之后响应的触发器。

使用 DELETE 触发器需要注意以下几点：

在 DELETE 触发器代码内，可以引用一个名为 OLD（不区分大小写）的虚拟表来访问被删除的行。
OLD 中的值全部是只读的，不能被更新。

对于事务性表，如果触发程序失败，以及由此导致的整个语句失败，那么该语句所执行的所有更改将回滚；对于非事务性表，则不能执行此类回滚，即使语句失败，失败之前所做的任何更改依然有效。

若 BEFORE 触发程序失败，则 MySQL 将不执行相应行上的操作。
若在 BEFORE 或 AFTER 触发程序的执行过程中出现错误，则将导致调用触发程序的整个语句失败。
仅当 BEFORE 触发程序和行操作均已被成功执行，MySQL 才会执行 AFTER 触发程序。

九.事务

当多个用户访问同一数据时，一个用户在更改数据的过程中可能有其它用户同时发起更改请求，为保证数据的一致性状态，MySQL 引入了事务。

数据库的事务（Transaction）是一种机制、一个操作序列，包含了一组数据库操作命令。事务把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求。

在数据库系统上执行并发操作时，事务是作为最小的控制单元来使用的，特别适用于多用户同时操作的数据库系

1.事务具有 4 个特性

即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），这 4 个特性通常简称为 ACID。

1）. 原子性

事务是一个完整的操作。事务的各元素是不可分的（原子的）。事务中的所有元素必须作为一个整体提交或回滚。如果事务中的任何元素失败，则整个事务将失败。

以银行转账事务为例，如果该事务提交了，则这两个账户的数据将会更新。如果由于某种原因，事务在成功更新这两个账户之前终止了，则不会更新这两个账户的余额，并且会撤销对任何账户余额的修改，事务不能部分提交。

2）. 一致性

当事务完成时，数据必须处于一致状态。也就是说，在事务开始之前，数据库中存储的数据处于一致状态。在正在进行的事务中. 数据可能处于不一致的状态，如数据可能有部分被修改。然而，当事务成功完成时，数据必须再次回到已知的一致状态。通过事务对数据所做的修改不能损坏数据，或者说事务不能使数据存储处于不稳定的状态。

以银行转账事务事务为例。在事务开始之前，所有账户余额的总额处于一致状态。在事务进行的过程中，一个账户余额减少了，而另一个账户余额尚未修改。因此，所有账户余额的总额处于不一致状态。事务完成以后，账户余额的总额再次恢复到一致状态。

3）. 隔离性

对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的，这表明事务必须是独立的，它不应以任何方式依赖于或影响其他事务。修改数据的事务可以在另一个使用相同数据的事务开始之前访问这些数据，或者在另一个使用相同数据的事务结束之后访问这些数据。

另外，当事务修改数据时，如果任何其他进程正在同时使用相同的数据，则直到该事务成功提交之后，对数据的修改才能生效。张三和李四之间的转账与王五和赵二之间的转账，永远是相互独立的。

4）. 持久性

事务的持久性指不管系统是否发生了故障，事务处理的结果都是永久的。

一个事务成功完成之后，它对数据库所作的改变是永久性的，即使系统出现故障也是如此。也就是说，一旦事务被提交，事务对数据所做的任何变动都会被永久地保留在数据库中。

事务的 ACID 原则保证了一个事务或者成功提交，或者失败回滚，二者必居其一。因此，它对事务的修改具有可恢复性。即当事务失败时，它对数据的修改都会恢复到该事务执行前的状态。

2.事务隔离机制

3.锁机制

表锁行锁页锁

十.备份与恢复

备份就是为了防止原数据丢失，保证数据的安全。当数据库因为某些原因造成部分或者全部数据丢失后，备份文件可以帮我们找回丢失的数据

常见数据库备份的应用场景如下：

数据丢失应用场景：

人为操作失误造成某些数据被误操作
软件 BUG 造成部分数据或全部数据丢失
硬件故障造成数据库部分数据或全部数据丢失
安全漏洞被入侵数据恶意破坏

非数据丢失应用场景：

特殊应用场景下基于时间点的数据恢复
开发测试环境数据库搭建
相同数据库的新环境搭建
数据库或者数据迁移

一般情况下，我们需要备份的数据分为以下几种：

表数据
二进制日志、InnoDB 事务日志
代码（存储过程、存储函数、触发器、事件调度器）
服务器配置文件

根据备份的方法（是否需要数据库离线）可以将备份分为：

热备（Hot Backup）
冷备（Cold Backup）
温备（Warm Backup）