MySQL(三)——函数、事务、索引、权限管理和备份、规范数据库设计

1. MySQL函数

官网：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/func-op-summary-ref.html

1.1 常用函数

• 数学运算

SELECT ABS(-8) -- 绝对值 
SELECT CEILING(9.4) -- 向上取整 
SELECT FLOOR(9.4) -- 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 负数返回-1，正数返回 1

• 字符串函数

SELECT CHAR_LENGTH('即使再小的帆也能远航') -- 字符串长度 
SELECT CONCAT('我','爱','你们') -- 拼接字符串
SELECT INSERT('我爱编程helloworld',1,2,'超级热爱') -- 查询，从某个位置开始替换某个长度
SELECT LOWER('Dalao') -- 小写字母 
SELECT UPPER('Dalao') -- 大写字母 
SELECT INSTR('Dalao','a') -- 返回第一次出现的子串的索引 
SELECT REPLACE('大佬说坚持就能成功','坚持','努力') -- 替换出现的指定字符串 
SELECT SUBSTR('大佬说坚持就能成功',4,6) -- 返回指定的子字符串 (源字符串,截取的位置，截 取的长度) 
SELECT REVERSE('我是年少的欢喜') -- 反转 

• 时间和日期函数 （记住）

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() -- 本地时间 
SELECT SYSDATE() -- 系统时间 
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()

1.2 聚合函数（常用）

• 都能够统计 表中的数据 （ 想查询一个表中有多少个记录，就使用这个count() ）

SELECT COUNT(`BornDate`) FROM student; -- Count(字段)，会忽略所有的 null 值 
SELECT COUNT(*) FROM student; -- Count（*），不会忽略 null 值， 本质 计算行数 
SELECT COUNT(1) FROM result; -- Count（1），不会忽略忽略所有的 null 值 本质 计算 行数
SELECT SUM(`StudentResult`) AS 总和 FROM result 
SELECT AVG(`StudentResult`) AS 平均分 FROM result 
SELECT MAX(`StudentResult`) AS 最高分 FROM result 
SELECT MIN(`StudentResult`) AS 最低分 FROM result

1.3 数据库级别的MD5加密

（1） 什么是MD5？
主要增强算法复杂度和不可逆性。
MD5 不可逆，具体的值的 md5 是一样的
MD5 破解网站的原理，背后有一个字典， MD5加密后的值 ，加密的前值
（2） 测试MD5 加密

• 明文密码
  
• 加密指定密码
  
• 加密全部的密码
  
• 插入的时候加密
  
• 如何校验：将用户传递进来的密码，进行md5加密，然后比对加密后的值
  

2. 事务

2.1 简述

MySQL 事务主要用于处理操作量大，复杂度高的数据。比如说，在人员管理系统中，你删除一个人员，你既需要删除人员的基本资料，也要删除和该人员相关的信息，如信箱，文章等等，这样，这些数据库操作语句就构成一个事务！

2.2 事务原则

一般来说，事务是必须满足4个条件（ACID）：原子性（Atomicity，或称不可分割性）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation，又称独立性）、持久性（Durability）

• 原子性（Atomicity）
  要么都成功，要么都失败
• 一致性（Consistency）
  事务前后的数据完整性要保证一致
• 隔离性（Isolation）
  事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。
• 持久性（Durability）
  事务一旦提交则不可逆，被持久化到数据库中

2.3 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。（这个不一定是错误，只是某些场合不对）
• 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，导致前后读取不一致。

2.4 执行事务

-- mysql 是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 -- 关闭自动提交 

-- 事务开启 
START TRANSACTION -- 标记一个事务的开始，从这个之后的 sql 都在同一个事务内 
INSERT xx 
INSERT xx 

-- 提交： 持久化 （成功！） 
COMMIT 
-- 回滚： 回到的原来的样子 （失败！） 
ROLLBACK 

-- 事务结束 
SET autocommit = 1 -- 开启自动提交 

-- 了解 
SAVEPOINT 保存点名 -- 设置一个事务的保存点 
ROLLBACK TO SAVEPOINT 保存点名 -- 回滚到保存点 
RELEASE SAVEPOINT 保存点名 -- 撤销保存点 

2.5 模拟场景

• A 2000 SQL 执行 A 给 B 转账500
• B 10000 SQL 执行 B 收到 A 的500
  

3. 索引

MySQL官方对索引的定义为：索引（Index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。
提取句子主干，就可以得到索引的本质：索引是数据结构。

3.1 索引的分类

在一个表中，主键索引只能有一个，唯一索引可以有多个
（1）主键索引 （PRIMARY KEY ）
唯一的标识，主键不可重复，只能有一个列作为主键
（2）唯一索引 （UNIQUE KEY）
避免重复的列出现，唯一索引可以重复，多个列都可以标识位 唯一索引
（3）常规索引 （KEY/INDEX）
默认的， index、key 关键字来设置
（4）全文索引 （FullText）
在特定的数据库引擎下才有，MyISAM
快速定位数据

• 基础语法

-- 索引的使用 
-- 1、在创建表的时候给字段增加索引 
-- 2、创建完毕后，增加索引 
-- 显示所有的索引信息 
SHOW INDEX FROM student 
-- 增加一个全文索引 （索引名） 列名 
ALTER TABLE school.student ADD FULLTEXT INDEX `studentName`(`studentName`); 
-- EXPLAIN 分析sql执行的状况 
EXPLAIN SELECT * FROM student; -- 非全文索引 
EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE MATCH(studentName) AGAINST('刘'); 

3.2 测试索引

CREATE TABLE `app_user` ( 
`id` BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
`name` VARCHAR(50) DEFAULT '' COMMENT '用户昵称', 
`email` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户邮箱', 
`phone` VARCHAR(20) DEFAULT '' COMMENT '手机号', 
`gender` TINYINT(4) UNSIGNED DEFAULT '0' COMMENT '性别（0:男；1：女）', 
`password` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '密码', 
`age` TINYINT(4) DEFAULT '0' COMMENT '年龄', 
`create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, 
`update_time` TIMESTAMP NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE 
CURRENT_TIMESTAMP, 
PRIMARY KEY (`id`) 
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='app用户表'

-- 插入100万数据 
DELIMITER $$ -- 写函数之前必须要写，标志 
CREATE FUNCTION mock_data() 
RETURNS INT 
BEGIN
DECLARE num INT DEFAULT 1000000; 
DECLARE i INT DEFAULT 0; 
WHILE i<num DO 
INSERT INTO 
app_user(`name`,`email`,`phone`,`gender`,`password`,`age`)VALUES(CONCAT('用 户',i),'[email protected]',CONCAT('18',FLOOR(RAND()*((999999999- 100000000)+100000000))),FLOOR(RAND()*2),UUID(),FLOOR(RAND()*100)); 
SET i = i+1;
END WHILE; 
RETURN i; 
END; 
SELECT mock_data();
SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999'; --  0.344 sec 
EXPLAIN SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999';

-- id _ 表名 _ 字段名 
-- CREATE INDEX 索引名 on 表(字段)
CREATE INDEX id_app_user_name ON app_user(`name`);
SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999';  -- 0 sec
EXPLAIN SELECT * FROM app_user WHERE `name` = '用户9999';

• 索引在小数据量的时候，用处不大，但是在处理大数据的时候，区别十分明显

3.3 索引原则

• 索引不是越多越好
• 不要对进程变动数据加索引
• 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！

参考阅读：http://blog.codinglabs.org/articles/theory-of-mysql-index.html

4. 权限管理和备份

4.1 用户管理

• SQL yog 可视化管理
  
• SQL 命令操作
  用户表： mysql.user
  本质：读这张表进行增删改查

-- 创建用户 CREATE USER 用户名 IDENTIFIED BY '密码' 
CREATE USER dalao IDENTIFIED BY '123456' 

-- 修改密码 （修改当前用户密码） 
SET PASSWORD = PASSWORD('123456') 

-- 修改密码 （修改指定用户密码） 
SET PASSWORD FOR dalao = PASSWORD('123456') 

-- 重命名 RENAME USER 原来名字 TO 新的名字 
RENAME USER dalao TO dalao2 

-- 用户授权 ALL PRIVILEGES 全部的权限 ， 库.表 
-- ALL PRIVILEGES 除了给别人授权，其他都能够干 
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO dalao2 

-- 查询权限 
SHOW GRANTS FOR dalao2 -- 查看指定用户的权限 
SHOW GRANTS FOR root@localhost 

-- ROOT用户权限：GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'localhost' WITH GRANT OPTION 
-- 撤销权限 REVOKE 哪些权限， 在哪个库撤销，给谁撤销 
REVOKE ALL PRIVILEGES ON *.* FROM dalao2 

-- 删除用户 
DROP USER dalao

练习：创建用户 CREATE USER 用户名 IDENTIFIED BY ‘密码’

4.2 MySQL备份

（1）备份的原因

• 保证重要的数据不丢失
• 数据转移

（2）MySQL 数据库备份的方式

• 直接拷贝物理文件
• 在Sqlyog 这种可视化工具中手动导出
  
• 使用命令行导出 mysqldump 命令行使用

# mysqldump -h 主机 -u 用户名 -p 密码 数据库 表名 > 物理磁盘位置/文件名 
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student >D:/a.sql 

# mysqldump -h 主机 -u 用户名 -p 密码 数据库 表1 表2 表3 > 物理磁盘位置/文件名
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student >D:/b.sql 

# mysqldump -h 主机 -u 用户名 -p 密码 数据库> 物理磁盘位置/文件名 
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school >D:/c.sql 

# 导入 
# 登录的情况下，切换到指定的数据库 
# source 备份文件 
source d:/a.sql 
mysql -u用户名 -p密码 库名< 备份文件

5. 规范数据库设计

5.1 设计的原因

当数据库比较复杂的时候，我们就需要设计了
（1）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 【屏蔽使用物理外键】
• 程序的性能差

（2）良好的数据库设计

• 节省内存空间
• 保证数据库的完整性
• 方便我们开发系统

（3）软件开发中，关于数据库的设计

• 分析需求：分析业务和需要处理的数据库的需求
• 概要设计：设计关系图 E-R 图

（4）设计数据库的步骤（个人博客）

• 收集信息，分析需求
  用户表（用户登录注销，用户的个人信息，写博客，创建分类）
  分类表 （文章分类，谁创建的）
  文章表 （文章的信息）
  评论表
  友链表 （友链信息）
  自定义表 （系统信息，某个关键的字，或者一些主字段） key ： value
  说说表 （发表心情 … id… content….create_time）
• 标识实体 （把需求落地到每个字段）
• 标识实体 之间的关系
  写博客：user --> blog
  创建分类：user –> category
  关注：user –>user
  友链：links
  评论：user-user-blog

5.2 三大范式

（1）为什么需要数据规范化？

• 信息重复
• 更新异常
• 插入异常
  无法正常显示信息
• 删除异常
  丢失有效的信息

（2）三大范式

• 第一范式（1NF）
  原子性 ： 保证每一列不可再分
• 第二范式（2NF）
  前提：满足第一范式
  每张表只描述一件事情
• 第三范式（3NF）
  前提：满足第一范式 和 第二范式
  第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关。

（3）规范性 和 性能的问题
关联查询的表不得超过三张表

• 考虑商业化的需求和目标，（成本，用户体验！） 数据库的性能更加重要
• 在规范性能的问题的时候，需要适当的考虑一下 规范性！
• 故意给某些表增加一些冗余的字段。（从多表查询中变为单表查询）
• 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）