数据库浅谈

*什么是数据库？数据库是按照数据结构来组织，存储和管理数据的仓库

*数据库管理系统：数据库软件（mysql，oracle，sql server等）

*数据库的设计过程？现实世界——需求分析——概要设计——逻辑设计——物理设计

*数据库的结构（三层）：物理数据层（内模式）；概要数据层（概要模式）；用户数据层（外层模式）

*数据库的分类：层次式数据库，网络式数据库，关系式数据库

*SQL语言是数据库的核心语言：SQL语言分为四大类

DDL（数据定义语言）：用来创建数据库中的各种对象（表，视图，索引等）

DML（数据操作语言）：插入/更新/删除操作

DQL（数据查询语言）：select/from/where子句组成的查询块

DCL（数据控制语言）：用来授予或回收数据库的某种特权，并控制数据库操纵事务发生的时间及效果，对数据库实行件事等，如：

1. Grand：授权
2. Rollback [work] to [savepoint]:回退到某一点
3. Rollback回滚

*数据库事务：是指作为单个逻辑工作单位执行的一系列操作，是并发控制的基本单位

*事务的语句：

　开始事务：BEGIN TRANSACTION（事务）

　提交事务：COMMIT TRANSACTION（事务）

　回滚事务：ROLLBACK TRANSACTION（事务）

事务的提出主要是为了解决并发情况下保持数据的一致性的问题

*事务的四大特性：原子性，一致性，隔离性，持久性

*数据库中存在的问题：更新丢失，脏读，不可重复读，幻读

        （1）更新丢失：多个线程操作，基于同一查询结构对表中的记录进行修改，后修改的记录将会覆盖前面修改的记录，前面的修改就会丢失掉，这叫更新丢失

        解决办法：对行加锁，只允许并发一个更新事务

        （2）脏读：A事务读取B事务尚未提交的数据并在此基础上操作，而B事务执行回滚操作，那么A读取到的数据就是脏数据

        解决办法：在一个事物提交之前，任何其他事务不可读取其修改过的值

        （3）不可重复读（Non-repeatable Reads）：一个事务对同一行数据重复读取两次，但却得到了不同的结果。事务T1读取某一数据之后，事务T2对其进行了修改，当事务T1再次读取该数据时就会得到与前一次不同的值

        解决办法：如果只有在修改事务完全提交之后才可以读取数据，则可以避免

        （4）幻读：两次执行同一条select语句会出现不同的结果，第二次会增加一条数据行

        解决办法：如果在操作事务完成数据处理之前，任何其他事务不可以添加新数据，则可以避免该问题

*数据库的隔离级别：（四种）

（1）读未提交（read_uncommited）：事务对当前读取的数据不加锁；事务在更新某数据的瞬间，必须先对其加行级共享锁，直到事务结束才释放；

具体表现：两个事务不可以同时进行更新操作，但是一个事务读的时候，另一个事务可以进行读取，修改操作，即使未提交，也可以被其他事务读取

（2）读已提交（read_commited）：事务对当前被读取的数据加行级共享锁(当读到时才加锁)，一旦读完该行，立即释放该行级共享锁；事务在更新某数据的瞬间，必须先对其加行级排它锁，直至事务结束后才释放

具体表现：两个事务可同时进行读操作，但是当一个事务进行更新操作时，另外一个事务不能够进行更新操作，直至事务1结束，事务2对该记录进行更新时，事务1再次读取该记录，读到的是事务2对其进行更新前的版本

（3）可重复读（Repeatable read）：事务在读取某数据的瞬间（即开始读取的瞬间），必须现对其加行级共享锁，直到事务结束才释放；事务在更新数据的瞬间（就是发生更新的瞬间），必须先对其加行排它锁，直到事务结束才释放

具体表现：两个事务可同时进行读操作，但是当一个事务进行更新操作时，另外一个事务不能够进行更新操作，直至事务1结束；当事务2对该数据进行更新时，事务1再次读取该记录，读到的任然是第一次读取的那个版本

（4）可序列化（Serializable）：事务在读取数据时，必须先对其加表级共享锁，直到事务结束才释放；事务在更新数据时，必须先对其加表级排它锁，直到事务结束才释放

*数据库中的悲观锁和乐观锁

        （1）悲观锁：需要关闭数据库的自动提交设置，悲观锁需要指明主键或索引（这时会对行加锁），否则会对表加锁

        （2）①使用版本号②使用时间戳（实现原理在表中添加一个时间字段）

*数据库中的锁：

（1）按操作划分，可分为DML锁、DDL锁

（2）按锁的粒度划分，可分为表级锁、行级锁、页级锁（mysql）

（3）按锁级别划分，可分为共享锁、排他锁

（4）按加锁方式划分，可分为自动锁、显示锁

（5）按使用方式划分，可分为乐观锁、悲观锁

*数据库的范式：

       第1范式：每个表中都有1列，并且该列是不可拆分的最小单元

第2范式：要求表中所有的列，都必须依赖于主键，不存在部分依赖问题

第3范式：要求表中每一列只与主键直接相关而不是间接，不存在传递依赖

*数据库五大约束：

        1.primary KEY:设置主键约束；

2.UNIQUE：设置唯一性约束，不能有重复值；

3.DEFAULT 默认值约束，height DOUBLE(3,2)DEFAULT 1.2 height不输入是默认为1,2

4.NOT NULL：设置非空约束，该字段不能为空；

5.FOREIGN key :设置外键约束。

*关系型数据库：

        **关系型数据库是依据关系模式来创建的数据库（一对一，一对多，多对多等关系模式）

常见关系型数据库：Oracle、DB2、PostgreSQL、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、MySQL

**关系型数据库的特点：

（1）安全（因为存储在磁盘中，不会说突然断电数据就没有了）、

（2）容易理解（建立在关系模型上）、

（3）但不节省空间（因为建立在关系模型上，就要遵循某些规则，好比数据中某字段值即使为空仍要分配空间）

*非关系型数据库：

        **非关系型模式有：

1. 列模式：存储的数据是一列列的
2. 键值对模型：存储的数据是一个个的“键值对”
3. 文档型模式：以一个个文档来存储数据，有点类似“键值对”

**常见的非关系型数据库：

1. 1. 1. 列模型：Hbase
      2. 键值对模型：redis,MemcacheDB
      3. 文档类模型：mongoDB       

**非关系型数据库的特点：

1. 效率高（因为存储在内存中）、
2. 但不安全（断电丢失数据，但其中redis可以同步数据到磁盘中），现在很多非关系型数据库都开始支持转存到磁盘中

*三种数据库的比较：

（1）Sql server:：

优点：易上手，真正的客户机/服务器体系，图形化用户界面，大多数建立在windows平台上，是学习其他数据库的基础，兼容性良好，提供数据库仓库功能

缺点：只能在windows上运行，没有丝毫开放性，安全性和伸缩性有限，不是免费的，数据不容易恢复

（2）Mysql

        优点：是一个快速/多线程/多用户的SQL数据库服务器，免费的，支持正版SQL查询语言和采用多种数据类型，能够对数据进行各种查询，稳定且易扩展

        缺点：比较难学，不支持陌生关键字，缺乏一些存储程序的功能

（3）Orace：

        优点：能在所有主流平台上运行，采用完全开放原则，安全性高，性能高，采用标准的sql语句进行查询，备份恢复原理明了

        缺点：不易维护，数据奔溃难处理，因为大多存储在内存里，数据库连接较慢，对硬件要求较高，价格昂贵