数据库基础学习笔记

一.基础概念

数据库、数据库管理系统、SQL

主流数据库：

mysql的安装：略
mysql图形化界面的安装：略

二.数据模型

1). 关系型数据库（RDBMS）

概念：建立在关系模型基础上，由多张相互连接的二维表组成的数据库。 而所谓二维表，指的是由行和列组成的表，就类似于Excel表格数据，有表头、有列、有行， 还可以通过一列关联另外一个表格中的某一列数据。我们之前提到的MySQL、Oracle、DB2、 SQLServer这些都是属于关系型数据库，里面都是基于二维表存储数据的。

简单说，基于二维表存储数据的数据库就成为关系型数据库，不是基于二维表存储数据的数据库，就是非关系型数据库。

2). 数据模型 MySQL是关系型数据库，是基于二维表进行数据存储的，具体的结构图下:

我们可以通过MySQL客户端连接数据库管理系统DBMS，然后通过DBMS操作数据库。
可以使用SQL语句，通过数据库管理系统操作数据库，以及操作数据库中的表结构及数据。
一个数据库服务器中可以创建多个数据库，一个数据库中也可以包含多张表，而一张表中又可以包含多行记录。

三.SQL

全称 Structured Query Language，结构化查询语言。操作关系型数据库的编程语言，定义了 一套操作关系型数据库统一标准。

通用语法：【1】SQL语句可以单行或多行书写，以分号结尾
【2】不区分大小写，关键字建议使用大写
【3】注释：
单行注释：-- 注释内容 或 # 注释内容
多行注释：/* 注释内容 */

SQL语句，根据其功能，主要分为四类：DDL、DML、DQL、DCL。

1.DDL

Data Definition Language，数据定义语言，用来定义数据库对象(数据库，表，字段) 。

【1】对数据库的增删查

#增
create database [ if not exists ] 数据库名 [ default charset 字符集 ] [ collate 排序规则 ] ;#创建数据库
create schema ...#创建数据库的另一种写法

#删
drop database [ if exists ] 数据库名 ;#删除数据库

#查
show databases ;#查询所有数据库
use 数据库名 ;#use 数据库名 ;
select database() ;#查询当前数据库

【2】对表的增删改查

#查
show tables;#查询当前数据库所有表
desc 表名 ;#查看指定表结构
show create table 表名 ;#查询指定表的建表语句

#增[创建表]
CREATE TABLE 表名(
字段1 字段1类型 [ COMMENT 字段1注释 ],
字段2 字段2类型 [COMMENT 字段2注释 ],
字段3 字段3类型 [COMMENT 字段3注释 ],
......
字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释 ]
) [ COMMENT 表注释 ] ;
#注意: [...] 内为可选参数，最后一个字段后面没有逗号

#改
ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新表名;##修改表名

#删
DROP TABLE [ IF EXISTS ] 表名;#删除表;注意: 在删除表的时候，表中的全部数据也都会被删除。
TRUNCATE TABLE 表名;#删除指定表, 并重新创建表

【3】对字段的增删改查

##对字段名的增
ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 类型 (长度) [ COMMENT 注释 ] [ 约束 ];#添加字段

#改
ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 新数据类型 (长度);#修改数据类型
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧字段名 新字段名 类型 (长度) [ COMMENT 注释 ] [ 约束 ];#修改字段名和字段类型

#删
ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;#删除字段

数据类型：数值类型，字符串类型，日期时间类型

1.数值类型

2.字符串类型

3.日期时间类型

2.DML--对表中数据的增删改

DML英文全称是Data Manipulation Language(数据操作语言)，用来对数据库中表的数据记录进行增、删、改操作。
添加数据（INSERT） 修改数据（UPDATE） 删除数据（DELETE）

#增
INSERT INTO 表名 (字段名1, 字段名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...);#给指定字段添加数据
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...);#给全部字段添加数据
INSERT INTO 表名 (字段名1, 字段名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...) ;#批量添加数据
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...) ;#批量添加数据

/*
注：字符串和日期型数据应该包含在引号中。插入的数据类型和大小要符合字段规定。
*/

#删
DELETE FROM 表名 [ WHERE 条件 ] ;

#改
UPDATE 表名 SET 字段名1 = 值1 , 字段名2 = 值2 , .... [ WHERE 条件 ] ;

3.DQL--对表中数据的查询

DQL英文全称是Data Query Language(数据查询语言)，数据查询语言，用来查询数据库中表的记 录。

查询关键字: SELECT

1.基本语法

SELECT
    字段列表
FROM
    表名列表
WHERE
    条件列表
GROUP BY
    分组字段列表
HAVING
    分组后条件列表
ORDER BY
    排序字段列表
LIMIT
    分页参数

2.语法

#基本查询
SELECT 字段1, 字段2, 字段3 ... FROM 表名 ;#查询多个字段
SELECT * FROM 表名 ;#查询所有专业,开发中尽量少用，因为无法做到覆盖索引，影响效率
SELECT 字段1 [ AS 别名1 ] , 字段2 [ AS 别名2 ] ... FROM 表名;#字段设置别名
SELECT 字段1 [ 别名1 ] , 字段2 [ 别名2 ] ... FROM 表名;#字段设置别名
SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名;#去除重复记录

#条件查询
SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件列表 ;

#聚合函数查询
SELECT 聚合函数(字段列表) FROM 表名 ;
/*
注意 : NULL值是不参与所有聚合函数运算的。
*/

#分组查询[分为不同组进行查询]
SELECT 字段列表 FROM 表名 [ WHERE 条件 ] GROUP BY 分组字段名 [ HAVING 分组后过滤条件 ];
/*
where与having区别
执行时机不同：where是分组之前进行过滤，不满足where条件，不参与分组；而having是分组
之后对结果进行过滤。
判断条件不同：where不能对聚合函数进行判断，而having可以。
注意事项:
• 分组之后，查询的字段一般为聚合函数和分组字段，查询其他字段无任何意义。
• 执行顺序: where > 聚合函数 > having 。
• 支持多字段分组, 具体语法为 : group by columnA,columnB
*/

#排序查询
SELECT 字段列表 FROM 表名 ORDER BY 字段1 排序方式1 , 字段2 排序方式2 ;
/*
排序方式
ASC : 升序(默认值)
DESC: 降序
注意事项：
• 如果是升序, 可以不指定排序方式ASC ;
• 如果是多字段排序，当第一个字段值相同时，才会根据第二个字段进行排序 ;
*/

#分页查询
SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引, 查询记录数 ;
/*
注意事项:
• 起始索引从0开始，起始索引 = （查询页码 - 1）* 每页显示记录数。
• 分页查询是数据库的方言，不同的数据库有不同的实现，MySQL中是LIMIT。
• 如果查询的是第一页数据，起始索引可以省略，直接简写为 limit 10。
*/

运算符大全：

3.执行顺序

4.DCL--对用户和用户访问权限的增删改查

【1】对用户的增删改查

#创建用户
CREATE USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED BY '密码';

#删除用户
DROP USER '用户名'@'主机名' ;

#修改用户密码
ALTER USER '用户名'@'主机名' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '新密码' ;

#查询用户
select * from mysql.user;

/*
注意事项:
• 在MySQL中需要通过用户名@主机名的方式，来唯一标识一个用户。
• 主机名可以使用 % 通配。
• 这类SQL开发人员操作的比较少，主要是DBA（ Database Administrator 数据库管理员）使用。
*/

【2】对用户权限的增删查

MySQL中定义了很多种权限，但是常用的就以下几种：

#查询权限
SHOW GRANTS FOR '用户名'@'主机名' ;
#授予权限
GRANT 权限列表 ON 数据库名.表名 TO '用户名'@'主机名';
#撤销权限
REVOKE 权限列表 ON 数据库名.表名 FROM '用户名'@'主机名';
/*
注意事项：
• 多个权限之间，使用逗号分隔
• 授权时， 数据库名和表名可以使用 * 进行通配，代表所有。
*/

四.函数

MySQL中的函数主要分为以下四类： 字符串函数、数值函数、日期函数【处理字符串，数值，日期】
流程函数【一些判断功能】。

五.约束--规定表中字段的规则

1.概述

概念：约束是作用于表中字段上的规则，用于限制存储在表中的数据。
目的：保证数据库中数据的正确、有效性和完整性。

分类:

2.外键约束

其中主要讲讲外键约束。

外键：用来让两张表的数据之间建立连接，形成关系。可以想象成指针，由一张表指向另一张表。

但是目前上述两张表，只是在逻辑上存在这样一层关系；在数据库层面，并未建立外键关联。所以需要外键约束来在数据库层面建立外键。
并且我们还可以增加外键规则来保证数据的一致性和完整性的。

外键的增加和删除语句：

#增加外键
CREATE TABLE 表名(
字段名 数据类型,
...
[CONSTRAINT] [外键名称] FOREIGN KEY (外键字段名) REFERENCES 主表 (主表列名)
);

ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段名)
REFERENCES 主表 (主表列名) ;
例：alter table emp add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references
dept(id);

#删除外键
ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称;
例：alter table emp drop foreign key fk_emp_dept_id;

规定删除和更新的数据一致性：

具体语法：

ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY (外键字段) REFERENCES
主表名 (主表字段名) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE;
例：
alter table emp add constraint fk_emp_dept_id foreign key (dept_id) references dept(id) on update cascade on delete cascade ;

六.多表联查

1.关系型数据库的三种关系

因为是关系型数据库，表和表之间通过外键连接存在关系，可以分为3种。

【1】一对多
案例: 部门 与 员工的关系
关系: 一个部门对应多个员工，一个员工对应一个部门
实现: 在多的一方建立外键，指向一的一方的主键
【2】多对多
案例: 学生 与 课程的关系
关系: 一个学生可以选修多门课程，一门课程也可以供多个学生选择
实现: 建立第三张中间表，中间表至少包含两个外键，分别关联两方主键
【3】一对一
案例: 用户 与 用户详情的关系
关系: 一对一关系，多用于单表拆分，将一张表的基础字段放在一张表中，其他详情字段放在另 一张表中，以提升操作效率
实现: 在任意一方加入外键，关联另外一方的主键，并且设置外键为唯一的(UNIQUE)

2.多表查询概述

多表查询就是指从多张表中查询关联行的数据。

连接查询分类
内连接：相当于查询A、B交集部分数据
外连接：
        左外连接：查询左表所有数据，以及两张表交集部分数据
        右外连接：查询右表所有数据，以及两张表交集部分数据
        自连接：当前表与自身的连接查询，自连接必须使用表别名

3.内连接

内连接的语法分为两种: 隐式内连接、显式内连接。先来学习一下具体的语法结构。

SELECT 字段列表 FROM 表1 , 表2 WHERE 条件 ... ;#隐式内连接
例：select emp.name , dept.name from emp , dept where emp.dept_id = dept.id ;
-- 为每一张表起别名,简化SQL编写
select e.name,d.name from emp e , dept d where e.dept_id = d.id;

SELECT 字段列表 FROM 表1 [ INNER ] JOIN 表2 ON 连接条件 ... ;#显式内连接
例：select e.name, d.name from emp e inner join dept d on e.dept_id = d.id;
-- 为每一张表起别名,简化SQL编写
select e.name, d.name from emp e join dept d on e.dept_id = d.id;

4.外连接

 外连接分为两种，分别是：左外连接 和 右外连接。具体的语法结构为：

SELECT 字段列表 FROM 表1 LEFT [ OUTER ] JOIN 表2 ON 条件 ... ;#左外连接
例：select e.*, d.name from emp e left outer join dept d on e.dept_id = d.id;

SELECT 字段列表 FROM 表1 RIGHT [ OUTER ] JOIN 表2 ON 条件 ... ;#右外连接
例：select d.*, e.* from emp e right outer join dept d on e.dept_id = d.id;

注意事项： 左外连接和右外连接是可以相互替换的，只需要调整在连接查询时SQL中，表结构的先后顺 序就可以了。而我们在日常开发使用时，更偏向于左外连接。

5.自连接

自连接查询，顾名思义，就是自己连接自己，也就是把一张表连接查询多次。我们先来学习一下自连接 的查询语法：

SELECT 字段列表 FROM 表A 别名A JOIN 表A 别名B ON 条件 ... ;
例：select a.name , b.name from emp a , emp b where a.managerid = b.id;

注意事项: 在自连接查询中，必须要为表起别名，要不然我们不清楚所指定的条件、返回的字段，到底 是哪一张表的字段。 

6.联合查询

对于union查询，就是把多次查询的结果合并起来，形成一个新的查询结果集。

SELECT 字段列表 FROM 表A ...
UNION [ ALL ]
SELECT 字段列表 FROM 表B ....;
例：
select * from emp where salary < 5000
union all
select * from emp where age > 50;

 对于联合查询的多张表的列数必须保持一致，字段类型也需要保持一致。 union all 会将全部的数据直接合并在一起，union 会对合并之后的数据去重。                          

七.子查询

SQL语句中嵌套SELECT语句，称为嵌套查询，又称子查询。

SELECT * FROM t1 WHERE column1 = ( SELECT column1 FROM t2 );

例：
select * from emp where entrydate > (select entrydate from emp where name = '方东白');
select * from emp where dept_id in (select id from dept where name = '销售部' or name = '市场部');

子查询外部的语句可以是INSERT / UPDATE / DELETE / SELECT 的任何一个。

根据子查询结果不同，分为：
A. 标量子查询（子查询结果为单个值）
B. 列子查询(子查询结果为一列)
C. 行子查询(子查询结果为一行)
D. 表子查询(子查询结果为多行多列)
根据子查询位置，分为： A. WHERE之后 B. FROM之后 C. SELECT之后

八.事务

1.概述

事务简单说将一串操作看成一个整体，只有当这串操作全部做对时才成功，只有有一个环节出错就失败。这一串操作就是事务。

比如张三给李四转账100块这件事有三个步骤，
查询张三余额，张三自己账户先扣一百块，然后李四账户获得一百块。
如果张三扣款成功，但李四获得一百块失败，那么不是转账失败，凭空损失了100块?或者张三扣款失败，但李四获得一百块成功，那张三不是凭空赚了100块？
然后我们将这两个事情打包，规定有一件事情做错就代表失败并回滚到最初的状态，就保证了数据的一致性，解决了上面的问题。

注意： 默认MySQL的事务是自动提交的，也就是说，当执行完一条DML语句时，MySQL会立即隐 式的提交事务。简单说其实一条DML也有事务。

2.案例

-- 开启事务
start transaction
-- 1. 查询张三余额
select * from account where name = '张三';
-- 2. 张三的余额减少1000
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
-- 3. 李四的余额增加1000
update account set money = money + 1000 where name = '李四';
-- 如果正常执行完毕, 则提交事务
commit;
-- 如果执行过程中报错, 则回滚事务
-- rollback;

3.事务四大特性【ACID】

原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。
一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。
隔离性（Isolation）：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。
持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。
上述就是事务的四大特性，简称ACID。

4.事务并发问题

(1)赃读：一个事务读到另外一个事务还没有提交但暂时发生更改的数据。

假设有一个银行转账系统，事务 A 正在执行转账操作，它读取了账户 A 的余额，此时事务 B 修改了账户 A 的余额但还未提交。如果事务 A 提交之前再次读取账户 A 的余额，它将读取到一个“脏”的余额，即未提交的修改。

(2)不可重复读：一个事务先后查询同一条记录，在读取的过程中另一个事务更新记录，导致两次查询得到数据不同，称之为不可重复读。

例如一个在线商城的库存管理系统，事务 A 查询某个商品的库存数量，得到结果为 10。与此同时，事务 B 更新了该商品的库存数量为 5，并提交了更改。如果事务 A 再次查询同一个商品的库存数量，它将得到不一致的结果，即 10 和 5。

(3)幻读：一个事务先后查询同一条记录，刚开始没有查询到对应的数据行，但是另一个事务在这过程中插入数据，然后再次查询，又发现这行数据已经存在，好像出现了 "幻影"。

假设有一个图书馆管理系统，事务 A 在某个时间段内对图书馆的所有图书进行借阅操作。与此同时，事务 B 向系统添加了新的图书记录。如果事务 A 在这个时间段内再次查询图书馆的所有图书，它将发现出现了新的图书记录，这些记录在第一次查询时是不存在的，产生了幻觉般的新增数据。

比较：脏读是读到另外一个事务还没有提交但暂时发生更改的数据。不可重复读和幻读是查询两次，但是查询中间另一个事务在操作数据导致前后查询结果不一致，区别在于另一个事务的操作是更新还是插入。

(4)解决方案：事务隔离级别

SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;#查看事务隔离级别
SET [ SESSION | GLOBAL ] TRANSACTION ISOLATION LEVEL { READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE }#设置事务隔离级别

注意：事务隔离级别越高，数据越安全，但是性能越低。