1、数据库

数据库 （DB，DataBase）

作用：存储、管理数据

1.1、数据库分类

关系型数据库：（SQL）

• MySQL，Oracle，SQL server…

• 通过表和表间行与列之间的关系进行数据存储

非关系型数据库：（NoSQL：Not Only SQL）

• Redis，MongDB
• 存储对象，通过对象的属性来决定

1.2、DBMS（数据库管理系统）

• 数据库管理软件，方便管理与操作数据库
• MySQL ，关系型数据库管理系统

1.3、MySQL

MySQL 是一个关系型数据库管理系统，开源的数据库软件，体积小、速度快

官网链接：https://www.mysql.com/

1.4、安装 MySQL

尽量使用压缩包安装，或者 Docker 安装

方式一：压缩包解压安装

1. 下载官方 mysql 压缩包，解压到 自定义环境目录

2. 添加环境变量：path中配置 mysql 安装包下 bin 目录 例如：D:\Program Files\mysql-8.0.25-winx64\bin

3. 新建 MySQL 配置文件 my.ini

    [mysqld]# 设置 3306 端口port=3306# 设置 mysql 的安装目录basedir=D:\Program Files\mysql-8.0.25-winx64\# 设置 mysql 数据库的数据存放目录datadir=D:\Program Files\mysql-8.0.25-winx64\data\# 跳过密码验证skip-grant-tables
   

4. 启动管理员模式下的 CMD ，切换至 MySQL 的bin目录下，输入 mysqld -install （安装mysql服务）

5. 再输入 mysqld --initialize-insecure --user=mysql初始化数据文件

6. 启动mysql 输入：

    net start mysqlmysql -u root -p(回车，不要在p后面输入空格，回车后无需输入密码，直接回车，进入数据库)
   

7. 修改密码，刷新权限 (SQL语句注意格式，需要分号;)

    mysql> update mysql.user set authentication_string=password('123456') where user='root' and Host='localhost';mysql> flush privileges;
   

8. 修改 my.ini 文件，将最后一句 skip-grant-tables 进行删除或注释

9. 重启 mysql

    exit/Ctrl + cnet stop mysqlnet start mysqlmysql -u root -p123456
   

方式二：Docker 安装

docker pull mysql:5.7

数据 挂载 启动 配置密码

docker run -d -p 3310:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7

启动成功后，本地使用 sqlyog 连接测试，连接服务器3310， 和容器内的3306映射

在本地创建一个数据库，测试一下映射的路径是否仍然存在

1.5、SQLyog / navicat 连接…

• SQLyog 下载地址 2aj7

  • 安装

  • 证书

      名称：any证书秘钥：dd987f34-f358-4894-bd0f-21f3f04be9c1
    

  • 连接

• navicat 下载 参考文章

1.6、数据库连接

命令行连接

mysql -uroot -p123456   --连接数据库show databases;  --查看所有数据库
use db01;   -- 切换数据库: use 数据库名;show tables; -- 查看数据库中所有表
describe student;   -- 显示数据库中所有表的信息create database westos;  -- 创建数据库exit; --退出连接-- 单行注释
/*
多行注释
*/

语言：

• DDL 定义
• DML 操作
• DQL 查询
• DCL 控制

2、操作数据库

2.1、操作数据库

1、创建数据库

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS mydb;

2、删除数据库

DROP DATABASE IF EXISTS mydb;

3、使用数据库

USE `mydb`;

4、查看数据库

SHOW DATABASES;  --查看所有数据库

2.2、数据库的数据类型

• 数值
  • tinyint 1个字节
  • smallint 2个字节
  • mediumint 3个字节
  • int 4个字节
  • bigint 8个字节
  • float 4个字节
  • double 8个字节
  • decimal 字符串形式的浮点数
• 字符串
  • char 0~255
  • varchar 可变字符串 0~65535（常用的变量）
  • tinytext 微型文本 2^8 -1
  • text 文本串 2^16 -1 (保存大文本)
• 时间日期
  • date YYYY-MM-DD，日期格式
  • time HH：mm：ss 时间格式
  • datetime YYYY-MM-DD HH：mm：ss 最常用的时间格式
  • timestamp 时间戳
  • year 年份
• null
  • 没有值
  • 不要使用 null 进行运算，如果运算结果为null

2.3、数据库的字段属性

• Unsigned：

  • 无符号整数
  • 声明该列不能声明为负数

• zerofill：

  • 0填充
  • 不足的位数，使用0来填充

• 自增：

  • 新的记录自动默认在上一条记录的基础上 +1
  • 唯一主键，整数类型
  • 可以自定义自增起始值和步长

• 非空：null ，not null

  • not null，不赋值，将报错
  • null，默认赋值null

• 默认：

  • 设置默认的值！
  • 默认为’xx’，如果不指定值，则为默认值

拓展
在项目中，每个表必须存在的五个字段，表示记录存在的意义id 主键
`version` 乐观锁
is_delete   伪删除
gmt_create  创建时间
gmt_update  修改时间

2.4、创建数据库

-- 表的名称 和 字段尽量使用 `` 括起来
-- 字符串使用 单引号括起来
-- 所有的语句后面加 , 最后一个不用加
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `student` (`id` INT(4) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '学号',`name` VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '匿名' COMMENT '姓名',`pwd` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '123456' COMMENT '密码',`sex` VARCHAR(2) NOT NULL DEFAULT '女' COMMENT '性别',`birthday` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '出生日期',`address` VARCHAR(100) DEFAULT NULL COMMENT '家庭住址',`email` VARCHAR(50) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',PRIMARY KEY(`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8

格式

CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] `表名` (`字段名` 列类型 [属性] [索引] [注释],`字段名` 列类型 [属性] [索引] [注释],...`字段名` 列类型 [属性] [索引] [注释][PRIMARY KEY(`id`)]
)[表类型] [字符集设置] [注释]

常用命令

--
SHOW CREATE DATABASE 数据库名 -- 查看创建数据库的语句
SHOW CREATE TABLE 表 -- 查看 数据表的创建定义语句
DESC 表 -- 显示表的结构

2.5、数据表的类型

-- 数据库引擎
/*
INNODB 默认使用
MYISAM
*/

常规使用操作：

• MYISAM 节约空间，速度较快
• INNODB 安全性高，事务处理，多表多用户操作

物理空间的位置
所有的数据库文件都存在 data 目录下
本质是文件存储

设置数据库表的字符集编码
创建数据库时设置

CHARSET=utf8

2.6、修改/删除 表

修改

-- 修改表名 ALTER TABLE 旧表名 RENAME AS 新表名;
ALTER TABLE student RENAME AS `student1`;-- 增加表的字段
ALTER TABLE `student` ADD name VARCHAR(10)-- 修改表的字段
-- 重命名字段
ALTER TABLE 表名 CHANGE age age1 INT(2)
-- 修改约束
ALTER TABLE 表名 MODIFY   age VARCHAR(11)-- 删除表的字段
ALTER TABLE 表名 DROP age

删除

-- 删除表 （存在再删除）
DROP TABLE IF EXISTS 表名

3、MySQL 数据管理

3.1、外键

方式一：

CREATE TABLE `grade`(`gradeid` INT(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '年级id',`gradename` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '年级',PRIMARY KEY (`gradeid`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;CREATE TABLE `student` (`id` INT(4) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '学号',`name` VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '匿名' COMMENT '姓名',`pwd` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '123456' COMMENT '密码',`sex` VARCHAR(2) NOT NULL DEFAULT '女' COMMENT '性别',`birthday` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '出生日期',`gradeid` INT(10) NOT NULL COMMENT '学生年级',`address` VARCHAR(100) DEFAULT NULL COMMENT '家庭住址',`email` VARCHAR(50) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',PRIMARY KEY (`id`),KEY `FK_gradeid` (`gradeid`),CONSTRAINT `FK_gradeid` FOREIGN KEY (`gradeid`) REFERENCES `grade`(`gradeid`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;

方式二：

CREATE TABLE `grade`(`gradeid` INT(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '年级id',`gradename` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '年级',PRIMARY KEY (`gradeid`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;CREATE TABLE `student` (`id` INT(4) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '学号',`name` VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT '匿名' COMMENT '姓名',`pwd` VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT '123456' COMMENT '密码',`sex` VARCHAR(2) NOT NULL DEFAULT '女' COMMENT '性别',`birthday` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '出生日期',`gradeid` INT(10) NOT NULL COMMENT '学生年级',`address` VARCHAR(100) DEFAULT NULL COMMENT '家庭住址',`email` VARCHAR(50) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;ALTER TABLE `student`
ADD CONSTRAINT `FK_gradeid` FOREIGN KEY(`gradeid`) REFERENCES `grade`(`gradeid`);

以上两种方式皆属于物理外键，会使数据库表的关系复杂，而使操作数据库（删除，更新）不方便，不推荐使用

避免数据库级别的外键（物理外键）过多造成复杂化，推荐将数据库用来存储数据，使用程序去实现外键

3.2、DML语言

数据库意义：数据存储，数据管理

DML语言：数据操作语言

• insert
• update
• delete

3.3、添加

语法： insert into 表名([字段名1,字段名2,字段名3,…])values(‘值1’),(‘值2’),(‘值3’),…

INSERT INTO `student`(`name`,`pwd`,`sex`) VALUES('张三','abc','男');INSERT INTO `grade`(`gradename`)
VALUES('大二'),('大三');

注意：

1. 可以省略字段名，values后的数据必须一一对应
2. 添加多条数据，使用 , 隔开，即 values(),(),()

3.4、修改

语法：update 表名 set column_name=value [,column_name=value,…] where 条件

UPDATE `student` SET `name`='k',`age`=1 WHERE id = 1;

3.5、删除

delete
语法：

DELETE FROM `student` WHERE id=1;

truncate命令

作用：完全清空一个数据库表，表的结构、索引和约束不会改变。

TRUNCATE `grade`;

delete 与 truncate 的区别

• 相同点：删除表数据，不会删除表结构
• 不同点：
  • truncate 重新设置自增列，计数器归零
  • truncate 不会影响事务

4、DQL 查询数据

Data Query Language 数据查询语言

• 数据库中最核心的语言

select 语法

select [all | distinct] <select_expr>, <select_expr>, ...
from <table_reference>
[left | right |inner join table_reference_2 on <on_condition>]
[where <where_condition>]
[group by <col_list>] -- 通过字段分组
[having <having_condition>] -- 过滤分组的信息
[order by <order_condition>] -- 排序（ASC,DESC）
[distribute by <distribute_condition> [sort by <sort_condition>] ]
[limit <number>]

4.1、查询指定字段

-- 查询全部的
select * from 表-- 查询指定字段
select `studentId`,`studentName` from `student`-- 起别名
select `studentId` as 学号,`studentName` as 姓名 from `student`-- 函数 concat(a,b) 拼接
select concat('姓名：',studentName) as 姓名 from `student`

去重: DISTINCT

SELECT DISTINCT `name` FROM `student`

4.2、where 条件子句

作用：检索数据中符合条件的值

返回结果为布尔值

逻辑运算符

模糊查询：比较运算符

like

-- 查询姓赵的同学
SELECT `id`,`name` FROM `student`
WHERE `name` LIKE '赵%';-- 查询名字中有五的同学
SELECT `id`,`name` FROM `student`
WHERE `name` LIKE '%五%';-- 查询姓王的同学，名字只有一个字
SELECT `id`,`name` FROM `student`
WHERE `name` LIKE '王_';-- 查询姓王的同学，名字只有两个字
SELECT `id`,`name` FROM `student`
WHERE `name` LIKE '王__';

in (具体的一个或多个值)

SELECT `id`,`name` FROM `student`
WHERE `id` IN ('1','2');

null， not null

SELECT * FROM `student`
WHERE `address` IS  NULLSELECT * FROM `student`
WHERE `birthday` IS NOT NULL

4.3、联表查询

join

SELECT `name`,s.`gradeid`,`gradename`
FROM `student` s
INNER JOIN `grade` g
ON s.`gradeid` = g.`gradeid`

自连接

自己的表和自己的表连接，核心：一张表拆成两张一样的表

select a.`catName` as '父栏目',b.`catName` as '子栏目'
from `cat` as a,`cat` as b
where a.`id` = b.`pid`

4.4、分页和排序

order by 排序 ：升序 ASC，降序 DESC

SELECT * FROM `student`
ORDER BY `gradeid` DESC

limit 分页：缓解数据库压力

语法：limit + 起始值，页面大小

第一页  limit 0,5  (1-1)*5
第二页  limit 1,5  (2-1)*5
第三页  limit 2,5  (3-1)*5
第 n 页  limit      (n-1)*pagesize, pagesizepagesize: 页面大小
(n-1)*pagesize: 起始值
n：当前页
数据总数/页面大小 = 总页数-----SELECT * FROM `student`
ORDER BY `gradeid` DESC
LIMIT 0,3 -- 可以理解为分页，也可与 order by 结合 找到前几名

4.5、子查询

本质：在 where 中嵌套一个子查询语句

4.6、分组与过滤

分组：group by
过滤：having

注意点：通过分组后，不能使用 where 进行条件过滤，需要使用 having 来配合使用

-- 查询不同课程的平均分，最高分，最低分，平均分大于80
-- 核心——根据不同的课程分组
SELECT subjectName,AVG(StudentResult) as 平均分,MAX(StudentResult) as 最高分,MIN(StudentResult) as 最低分
from result r
INNER JOIN `subject` sub
ON r.`SubjectNo` = sub.`SubjectNo`
GROUP BY r.`SubjectNo` -- 通过什么字段来分组
HAVING 平均分>80

5、MySQL 函数

5.1、常用函数

数学运算

SELECT ABS(-9) -- 绝对值
SELECT CEILING(8.4)  --向上取整
SELECT FLOOR(8.2)  --向下取整
SELECT RAND() -- 返回一个 0~1之间的随机数
SELECT SIGN(10)  --判断一个数的符号 0-0，正数为1，负数为-1

字符串函数

SELECT CHAR_LENGTH('MySQL数据库') -- 字符串长度 8
SELECT CONCAT('I',' love ','you') -- 拼接字符串
SELECT INSERT('how are you,',4,1,' old ') -- 从某个位置开始替换某个长度 how old are you, SELECT LOWER('Hello') --小写字母
SELECT UPPER('Hello') --大写字母SELECT INSTR('hello','e') -- 查询第一次出现的子串的索引 2
SELECT REPLACE('how are you','you','them') -- 替换出现的字串 how are them
SELECT SUBSTR('I am fine,thank you. And you?',6,4) --返回指定的位置的字符串 fine

时间和日期

SELECT CURRENT_DATE(); --获取当前日期
SELECT CURDATE(); --获取当前日期
SELECT NOW(); --获取当前的时间
SELECT LOCALTIME(); --获取本地时间
SELECT SYSDATE();--获取系统时间/*
CURRENT_DATE() CURDATE()   NOW()                LOCALTIME()
2021-06-28    2021-06-28  2021-06-28 15:12:43  2021-06-28 15:12:43
*/
-- 年月日，时分秒
SELECT YEAR(NOW())
SELECT MONTH(NOW())
SELECT DAY(NOW())
SELECT HOUR(NOW())
SELECT MINUTE(NOW())
SELECT SECOND(NOW())

系统

SELECT SYSTEM_USER()
SELECT USER()
SELECT VERSION()
-- root@192.168.199.1  root@192.168.199.1 5.7.34

5.2、聚合函数（常用）

5.3、数据库级别的MD5加密（扩展）

MD5：增强算法复杂度和不可逆性

INSERT INTO `testmd5`(`name`,`pwd`) VALUES('xiaoming',MD5('123456'));SELECT * FROM `testmd5` WHERE `name`='xiaoming' AND pwd=MD5('123456')

6、事务

什么是事务

要么都成功，要么都失败

核心：将一组SQL放在一个批次去执行

原则：ACID 原则：原子性，一致性，隔离性，持久性。

参考博客 链接

原子性：要么都成功，要么都失败

一致性：事务前后的数据完整性要保持一致

持久性：事务一旦提交则不可逆，被持久化到数据库

隔离性：事务之间要互相隔离。

隔离所导致的一些问题

脏读：
指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。

不可重复读：
在一个事务内读取表中的某一行数据，多次读取结果不同。

虚读(幻读)
是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据，导致前后读取数量总量不一致。

-- mysql 默认开启事务自动提交的
SET autocommit = 0 -- 关闭
SET autocommit = 1 -- 开启（默认的）-- 手动处理事务
SET autocommit = 0-- 事务开启
START TRANSACTION -- 标记一个事务的开始，这个之后的SQL都在同一个事务中-- 提交：持久化（成功）
COMMIT-- 回滚：回到原来的样子（失败）
ROLLBACK-- 事务结束
SET autocommit = 1 -- 开启自动提交SAVEPOINT 保存点名 -- 设置一个事物的保存点
ROLLBACK TO SAVEPOINT 保存点名 -- 回滚到保存点
RELEASE SAVEPOINT 保存点名 -- 撤销保存点

模拟转账场景

CREATE DATABASE `shop` CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci
USE shop
CREATE TABLE `account`(`id` INT(3) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` VARCHAR(30) NOT NULL,`money` DECIMAL(9,2) NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8INSERT INTO `account`(`name`,`money`)
VALUES ('A',2000.00),('B',10000.00)-- 模拟转账：事务SET autocommit = 0; -- 关闭自动提交
START TRANSACTION -- 开启一个事务
UPDATE account SET money=money-500 WHERE `name`='A'; -- A-500
UPDATE account SET money=money+500 WHERE `name`='B'; -- B+500COMMIT; -- 提交事务，一旦提交就被持久化，回滚也无效ROLLBACK; -- 回滚SET autocommit = 1; -- 恢复默认值

7、索引

索引（index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。

7.1、索引的分类

• 主键索引（PRIMARY KEY）
  • 唯一标识，不可重复，只有一个列作为主键
• 唯一索引（UNIQUE KEY）
  • 避免重复的列出现，唯一索引可以重复，多个列都可以标识为唯一索引
• 常规索引（KEY/INDEX）
  • 默认，index，key
• 全文索引（FullText）
  • 快速定位数据

7.2、索引原则

• 索引不是越多越好
• 不要对经常变动数据加索引
• 小数据量的表不需要加索引
• 索引一般加在常用来查询的字段上

索引的数据结构

阅读文章: MySQL索引背后的数据结构及算法原理

8、权限管理和备份

8.1、用户管理

SQL 操作

-- 创建用户
CREATE USER kkk IDENTIFIED BY '123456'-- 修改密码（当前用户）
SET PASSWORD=PASSWORD('123456')-- 修改密码（指定用户）
SET PASSWORD FOR kkk=PASSWORD('123456')-- 重命名
RENAME USER kkk TO kkk_2-- 用户授权(全部权限)，库，表
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO kkk_2-- ALL PRIVILEGES 除了给其他人授权，其它都能干-- 查询权限
SHOW GRANTS FOR kkk_2; -- 查看指定用户的权限
SHOW GRANTS FOR root@localhost;-- 撤销权限 revoke 哪些权限，在哪个库，给谁撤销
REVOKE ALL PRIVILEGES ON *.* FROM kkk_2-- 删除用户
DROP USER kkk_2

8.2、MySQL 备份

方式：

• 拷贝物理文件
• 在 可视化工具中手动导出（选择表或者数据库 ，右键备份或导出）
• 使用命令行导出 mysqldump

命令行：
导出到 宿主机：

# mysqldump -h主机 -u用户名 -p密码 数据库 >文件路径/文件名
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school >D:/a.sql# mysqldump -h主机 -u用户名 -p密码 数据库 表 >文件路径/文件名
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student >D:/a.sql# 导出多张表 mysqldump -h主机 -u用户名 -p密码 数据库 表1 表2 >文件路径/文件名
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student grade >D:/a.sql

宿主机导入到MySQL：

# 登录后MySQL后输入
# source 备份文件
source d:/a.sql# 直接命令行输入
mysql -u用户名 -p密码 库名< 备份文件

docker

# 导入
docker exec -it  0e11c1bbdeb9 mysqldump -uroot -p123456 school > /home/tmp/test_db.sqldocker exec -it  0e11c1bbdeb9 mysqldump -uroot -p123456 school student > /home/tmp/test_db.sql

9、规范数据库设计

9.1、设计的理由

数据库比较复杂时，需要设计

糟糕的数据库设计：

• 数据冗余，浪费空间
• 数据库插入和删除都会麻烦、异常
• 程序的性能差

良好的数据库设计：

• 节省内存空间
• 保证数据库的完整性
• 方便开发系统

数据库设计：

• 分析需求：分析业务和需求处理的数据库需求
• 概要设计：设计关系图

9.2、三大范式

第一范式（1NF）：

原子性：每一列不可再分。

第二范式（2NF）：

先满足第一范式，每张表只描述一件事情

第三范式（3NF）：

先满足第一、二范式；确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，不能有间接关系

规范性 和 性能问题

• 考虑商业化的需求和目标，数据库性能更加重要
• 故意增加一些冗余字段（从多表查询变为单表查询）
• 故意增加一些计算列（从大数据量降低为小数据量的查询：索引）

10、JDBC

10.1、数据库驱动

10.2、JDBC

简化开发人员对数据库的统一操作，提供一个 Java操作数据库的规范，称为JDBC

规范的实现由具体的厂商解决，开发人员只需掌握JDBC 的接口操作

步骤：

1. 加载驱动
2. 连接数据库 DriverManager
3. 获取执行SQL的对象 statement
4. 获得返回的结果集
5. 释放连接
   

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