数据库基本知识掌握(一)

本系列博客旨在快速掌握该门课程基本知识,对知识细节不予讨论, 对深度不予讨论

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基本概念

数据 data

描述事物的符号记录称为数据

数据库 DB

存放数据的仓库

是长期储存计算机内,有组织\可共享的大量数据的集合

永久存储,有组织,可共享

数据库管理系统 DBMS

管理数据的系统

位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件

数据库系统 DBS

数据库系统是由数据库,数据库管理系统,应用程序和数据库管理员DBA组成的存储\管理\处理和维护数据的系统

数据模型

也是一种模型,是对现实世界数据特征的抽象

数据库两类数据模型

• 概念模型

  主要用于数据库设计

• 逻辑模型和物理模型

  逻辑模型: 是按计算机系统的观点对数据建模\主要用于数据库管理系统的实现

  物理模型: 对数据最底层的抽象,描述了数据在系统内部的表示方式和存取方法

概念模型组成

• 实体

  客观存在且可相互区别的事物

• 属性

  实体所具有的特性

• 码

  唯一实体的属性

• 实体集

  一类实体的集合

• 联系

  不同实体集之间的联系

数据模型的组成要素

通常由数据结构,数据操作,数据完整性约束条件三部分组成

常用数据模型

非关系型

• 层次模型
• 网状模型

关系型

• 关系模型

面向对象数据模型

对象关系数据模型

半结构化数据模型

数据库三级模式结构

模式,内模式,外模式

模式

也叫逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图

外模式

也称子模式或用户模式,是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示

内模式

也称存储模式,一个数据库只有一个内模式.它是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的组织方式

数据库二级映像

• 外模式/模式映像

  保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性

• 模式/内模式映像

  保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性

关系数据库

关系的完整性

实体完整性

若a是关系R的主属性,则a不能取空值

参照完整性

实体之间是具有一定联系的,不同实体之间的属性构成了参照与被参照的关系

参照的完整性要求关系中不允许引用不存在的实体。与实体完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，目的是保证数据的一致性。参照完整性又称引用完整性。

用户定义的完整性

针对某一具体关系数据库的约束条件,它反映某一具体应用锁设计的数据必须满足的语义要求

SQL概述

对库的增删改查

#增
create databse db1;

create databse db2 charset='gbk';

#查
show create databse db1 #查单个

#改
alter databse db2 charset='utf8';

#删
drop database db2;

对表的

select database;
use db1;

#增
create table t1(
    id int,
    name char(4)
)

#查
show tables;
show create table t1;
describe t1;

#改
alter table t1 modify name char(16)

#删
drop table t1 ;

对数据的

#增
insert into t1 values(1,'jason');
insert into t1 values(1,'jason'),(2,'tonm');

#查
select * from t1;

select id from t2 limit 1,10;

#改
update t1 set name='Dsb' where id>1;

#删
delete from t1 where id>1;

#清空
delete from t1;

创建表的完整语法

create table 表名(
    字段1 类型(宽度) 约束条件,
    字段2 类型(宽度) 约束条件,
    字段3 类型(宽度) 约束条件
)

#!
字段名和字段类型是必须的,约束条件可有可无
宽度是用来限制数据的存储
约束条件是在宽度的基础上增加的额外的约束

表关系

外键

foreign key

一对一

多对多

一对多

没有关系

双向对比 单向一对多-----》一对多表关系

一对多关系

外键建立在字段多的字段

在创表时候，一定要先建立被关联表

录入数据，先录入被关联表

create table dep(
  id int primary key auto_increment,
  dep_name char(16),
  dep_desc char(32)
);

create table emp(
    ....
    dep_id int,
    foreign key(dep_id) references dep(id)
);

由于外键会存在约束，删除部门先需要删除员工，无法实现同步删除

引入级联更新，级联删除

create table emp(
    ....
    dep_id int,
    foreign key(dep_id) references dep(id)
    
    on update cascade  # 同步更新
    on delete cascade	# 同步删除
    
);

多对多

图书表 和 作者表

双向一对多====== 多对多

针对多对多字段表关系 不能在两张原有的表中创建外键
需要你单独再开设一张 专门用来存储两张表数据之间的关系

应该有个中间表

create table book(
	id int primary key auto_increment,
    title varchar(32),
    price int
);
create table author(
	id int primary key auto_increment,
    name varchar(32),
    age int
);
create table book_author(
	id int primary key auto_increment,
    author_id int,
    book_id int,
    foreign key(author_id) references author(id) 
    on update cascade  # 同步更新
    on delete cascade,  # 同步删除
    foreign key(book_id) references book(id) 
    on update cascade  # 同步更新
    on delete cascade  # 同步删除
);

一对一

一个用户对应一个用户详情

如果一个表的字段特别多 每次查询又不是所有的字段都能用得到
将表一分为二
用户表
用户表
id name age
用户详情表
id addr phone hobby email…

一对一 外键字段建在任意一方都可以 但是推荐你建在查询频率比较高的表中
create table authordetail(
	id int primary key auto_increment,
    phone int,
    addr varchar(64)
);
create table author(
	id int primary key auto_increment,
    name varchar(32),
    age int,
    authordetail_id int unique,   #唯一
    foreign key(authordetail_id) references authordetail(id) 
    on update cascade  # 同步更新
    on delete cascade  # 同步删除
)

一对多

user表 职员表 vip表 客户表

修改表

1修改表名

alter table 表名 rename 新表名;

2增加字段

alter table 表名  add 字段名 字段类型(宽度) 约束条件

3删除

alter table 表名 drop 字段名;

4改变
alter table 表名  modify 字段名   字段类型(宽度)

alter table 表名 change  旧字段名  新字段名  字段类型(宽度)  约束条件

Group by分组

什么时候需要分组

关键字:每个,平均,最高,最低

聚合函数:
max
min
sum
count
avg

1. 获取每个部门的最高薪资

   select post as '部门',max(salary) from emp group by post;
   

2. 获取每个部门的人数

   select post as '部门',count(id) from emp group by post;

3. 查分组之后的部门名称和每个部门下的所有员工姓名

   select post as '部门',group_concat(name) from emp group by post ;

分组注意事项

group by 需要在 where之前

聚合函数只能在分组之后使用

查各部门年龄在30岁以上的平均薪资

先查30岁以上

然后对结果分组

having 筛选

分组之后进行的过滤操作

可以直接使用聚合函数

练习1

select salary from emp where age>30;

select post,avg(salary) from emp where age>30 group by post having avg(salary) >10000;

distinct 去重

必须完全一样的数据才可以去重

部分一样的数据不可以去重

一定不要忽视主键,主键存在的时候,去重失效

order by 排序

默认升序 asc

desc降序

name desc , age asc

limit 限制展示条数

分页操作必备

select * from emp limit 1,10

正则

  """
  正则是一门独立的语言
  在python中如果你想使用正则需要借助于re模块
  	面试题
  		1.re模块中常用的方法
  			findall:分组优先展示
  				^j.*(n|y)$
  				不会展示所有正则表达式匹配到的内容
  				而仅仅展示括号内正则表达式匹配到的内容
  			match:从头匹配
  			search:从整体匹配
  		2.贪婪匹配与非贪婪匹配
  			正则表达式默认都是贪婪匹配的
  			将贪婪变成非贪婪只需要在正则表达式后面加?
  			.*  贪婪
  			.*? 非贪婪
  """

连表操作

inner join 内连接

left join 左连接

right join 右连接

union 全连接

inner join 内连接

只拼接两张表中公有部分的数据部分

left join 左连接

左边所有的数据都展示出来,没有对应的项就用null

right join 右连接

右边所有的数据都展示出来,没有对应的项就用null

union 全连接

左右两表所有的数据都展示出来, 约等于左连接+右连接

子查询

分步骤解决问题

将一个查询语句的结果当做另外一个查询语句的条件去用

查询部门时技术或者人力资源的员工信息

select name from emp where dep_id in

(select id from dep where dep_name = ’ ’ or name = ’ ')

表的查询结果可以作为其他表的查询条件

也可以通过起别名的方式把它作为一个虚拟表和其他的表进行关联

视图 view

什么是视图

视图就是通过查询得到一张虚拟表,然后保存下来,下次可以直接使用

视图也是一张表,会存放到硬盘中,只会有表结构,没有表数据(数据还是来自之前的表)

视图一般用来查询,视图表里的数据不要修改

为什么要使用视图

如果要频繁的使用某张虚拟表,就可以将其制作为视图,后续直接操作

如何操作一个视图

select * from emp inner join dep on emp_id = dep_id ;

#创建视图
create view 表名 as 虚拟表的查询语句

触发器 trigger

在满足对表数据进行增\删\改的情况下,自动触发的功能

六种情况下自动触发

增删改 的 前后

触发器应用?

实现监控\日志,某人某时修改了什么…

基本语法结构

create trigger 触发器名字
		before/after  insert/update/delete 
		on  表名
begin
	sql 语句
end



create trigger tri_after_insert_t1  after insert on t1
for each row
begin
	sql语句
end
"""针对删除和修改 书写格式一致"""

ps:修改MySQL默认的语句结束符  只作用于当前窗口
	delimiter $$  将默认的结束符号由;改为$$
    delimiter ;
    
# 案例
CREATE TABLE cmd (
    id INT PRIMARY KEY auto_increment,
    USER CHAR (32),
    priv CHAR (10),
    cmd CHAR (64),
    sub_time datetime, #提交时间
    success enum ('yes', 'no') #0代表执行失败
);

CREATE TABLE errlog (
    id INT PRIMARY KEY auto_increment,
    err_cmd CHAR (64),
    err_time datetime
);



"""
当cmd表中的记录succes字段是no那么就触发触发器的执行去errlog表中插入数据
NEW指代的就是一条条数据对象
"""
delimiter $$
create trigger tri_after_insert_cmd after insert on cmd 
for each row
begin
	if NEW.success = 'no' then
    	insert into errlog(err_cmd,err_time) values(NEW.cmd,NEW.sub_time);
    end if;
end $$
delimiter ;

# 朝cmd表插入数据
INSERT INTO cmd (
    USER,
    priv,
    cmd,
    sub_time,
    success
)
VALUES
    ('jason','0755','ls -l /etc',NOW(),'yes'),
    ('jason','0755','cat /etc/passwd',NOW(),'no'),
    ('jason','0755','useradd xxx',NOW(),'no'),
    ('jason','0755','ps aux',NOW(),'yes');

# 删除触发器
drop trigger tri_after_insert_cmd;

事务

什么是事务

一个事务可以包含多条sql语句，这些sql语句要么都成功执行，要么一个都不执行，称之为事务的原子性

事务的作用

保证了数据操作的安全性。（转账）

事务的四大特性

ACID

A:原子性（atomicity)

一个事务要么全部提交成功，要么全部失败回滚，不能只执行其中的一部分操作，这就是事务的原子性

C:
一致性（consistency)

事务的执行不能破坏数据库数据的完整性和一致性，一个事务在执行之前和执行之后，数据库都必须处于一致性状态。

如果数据库系统在运行过程中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，这些未完成的事务对数据库所作的修改有一部分已写入物理数据库，这是数据库就处于一种不正确的状态，也就是不一致的状态

I:隔离性（isolation）

事务的隔离性是指在并发环境中，并发的事务时相互隔离的，一个事务的执行不能不被其他事务干扰。不同的事务并发操作相同的数据时，每个事务都有各自完成的数据空间，即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务时隔离的，并发执行的各个事务之间不能相互干扰。

在标准SQL规范中，定义了4个事务隔离级别，不同的隔离级别对事务的处理不同，分别是：未授权读取，授权读取，可重复读取和串行化

D:持久性（durability）

一旦事务提交，那么它对数据库中的对应数据的状态的变更就会永久保存到数据库中。接下来的其他操作和故障不因该对其有任何影响。






参考链接：https://www.jianshu.com/p/fc8a654f2205

如何使用事务

#开启事务

start transaction

# 回滚   回到事务执行之前的状态
rollback

# 确认  确认之后就无法回滚了
commit

"""模拟转账功能"""
create table user(
	id int primary key auto_increment,
    name char(16),
    balance int
);
insert into user(name,balance) values
('jason',1000),
('egon',1000),
('tank',1000);


# 1 先开启事务
start transaction;
# 2 多条sql语句
update user set balance=900 where name='jason';
update user set balance=1010 where name='egon';
update user set balance=1090 where name='tank';


rollback 回滚
commit  提交到库中
"""
总结
	当你想让多条sql语句保持一致性 要么同时成功要么同时失败 
	你就应该考虑使用事务
"""

存储过程

存储过程类似于语言中的自定义函数

它内部包含了一系列可执行的sql语句，存储过程存放于mysql 服务端中，可以直接通过调用存储过程出发内部sql语句的执行。

基本使用

create procedure 存储过程的名字(形参1,形参2,...)
begin
	sql代码
end
# 调用
call 存储过程的名字();

• 存储过程具体演示

  delimiter $$
  create procedure p1(
  	in m int,  # 只进不出  m不能返回出去
      in n int,
      out res int  # 该形参可以返回出去
  )
  begin
  	select tname from teacher where tid>m and tid<n;
      set res=666;  # 将res变量修改 用来标识当前的存储过程代码确实执行了
  end $$
  delimiter ;
  
  # 针对形参res 不能直接传数据 应该传一个变量名
  # 定义变量
  set @ret = 10;
  # 查看变量对应的值
  select @ret;
  

函数

跟存储过程是有区别的，存储过程是自定义函数，函数就类似于是内置函数

  ('jason','0755','ls -l /etc',NOW(),'yes')
  
  CREATE TABLE blog (
      id INT PRIMARY KEY auto_increment,
      NAME CHAR (32),
      sub_time datetime
  );
  
  INSERT INTO blog (NAME, sub_time)
  VALUES
      ('第1篇','2015-03-01 11:31:21'),
      ('第2篇','2015-03-11 16:31:21'),
      ('第3篇','2016-07-01 10:21:31'),
      ('第4篇','2016-07-22 09:23:21'),
      ('第5篇','2016-07-23 10:11:11'),
      ('第6篇','2016-07-25 11:21:31'),
      ('第7篇','2017-03-01 15:33:21'),
      ('第8篇','2017-03-01 17:32:21'),
      ('第9篇','2017-03-01 18:31:21');
  
  select date_format(sub_time,'%Y-%m'),count(id) from blog group by date_format(sub_time,'%Y-%m');

流程控制

  # if判断
  delimiter //
  CREATE PROCEDURE proc_if ()
  BEGIN
      declare i int default 0;
      if i = 1 THEN
          SELECT 1;
      ELSEIF i = 2 THEN
          SELECT 2;
      ELSE
          SELECT 7;
      END IF;
  END //
  delimiter ;
  # while循环
  delimiter //
  CREATE PROCEDURE proc_while ()
  BEGIN
      DECLARE num INT ;
      SET num = 0 ;
      WHILE num < 10 DO
          SELECT
              num ;
          SET num = num + 1 ;
      END WHILE ;

索引

索引 : 就是一种数据结构，类似于书的目录。意味着以后在查询数据的应该先找目录再找数据，而不是一页一页的翻书，从而提升查询速度降低IO操作

索引在MySQL中也叫“键”,是存储引擎用于快速查找记录的一种数据结构

• primary key

• unique key

• index key

  注意foreign key不是用来加速查询用的，不在我们的而研究范围之内

  上面的三种key，前面两种除了可以增加查询速度之外各自还具有约束条件，而最后一种index key没有任何的约束条件，只是用来帮助你快速查询数据

  本质

  通过不断的缩小想要的数据范围筛选出最终的结果，同时将随机事件(一页一页的翻)

  变成顺序事件(先找目录、找数据)

  也就是说有了索引机制，我们可以总是用一种固定的方式查找数据

  一张表中可以有多个索引(多个目录)

  索引虽然能够帮助你加快查询速度但是也有缺点

缺点

当表中有大量数据存在时，创建索引速度会很慢

再索引创建完毕后，对表的查询性能会大幅度的提升，但是写的性能也会大幅度的降低。

不要随意的创建索引

登记日记文件时为什么必须先写日记文件,后写数据库?日志文件能否和数据库存储在一起，为什么？

如果先写了数据库修改，而在运行记录中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了。如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并不会影响数据库的正确性。