基础篇

通用语法及分类

  • DDL: 数据定义语言,用来定义数据库对象(数据库、表、字段)
  • DML: 数据操作语言,用来对数据库表中的数据进行增删改
  • DQL: 数据查询语言,用来查询数据库中表的记录
  • DCL: 数据控制语言,用来创建数据库用户、控制数据库的控制权限

DDL(数据定义语言)

数据定义语言

数据库操作

查询所有数据库:
SHOW DATABASES;
查询当前数据库:
SELECT DATABASE();
创建数据库:
CREATE DATABASE [ IF NOT EXISTS ] 数据库名 [ DEFAULT CHARSET 字符集] [COLLATE 排序规则 ];
删除数据库:
DROP DATABASE [ IF EXISTS ] 数据库名;
使用数据库:
USE 数据库名;

注意事项
  • UTF8字符集长度为3字节,有些符号占4字节,所以推荐用utf8mb4字符集

表操作

查询当前数据库所有表:
SHOW TABLES;
查询表结构:
DESC 表名;
查询指定表的建表语句:
SHOW CREATE TABLE 表名;

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 ];

最后一个字段后面没有逗号

添加字段:
ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 类型(长度) [COMMENT 注释] [约束];
例:ALTER TABLE emp ADD nickname varchar(20) COMMENT '昵称';

修改数据类型:
ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 新数据类型(长度);
修改字段名和字段类型:
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧字段名 新字段名 类型(长度) [COMMENT 注释] [约束];
例:将emp表的nickname字段修改为username,类型为varchar(30)
ALTER TABLE emp CHANGE nickname username varchar(30) COMMENT '昵称';

删除字段:
ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;

修改表名:
ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新表名

删除表:
DROP TABLE [IF EXISTS] 表名;
删除表,并重新创建该表:
TRUNCATE TABLE 表名;

DML(数据操作语言)

添加数据

指定字段:
INSERT INTO 表名 (字段名1, 字段名2, ...) VALUES (值1, 值2, ...);
全部字段:
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...);

批量添加数据:
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, ...);
INSERT INTO 表名 VALUES (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...), (值1, 值2, ...);

注意事项
  • 字符串和日期类型数据应该包含在引号中
  • 插入的数据大小应该在字段的规定范围内

更新和删除数据

修改数据:
UPDATE 表名 SET 字段名1 = 值1, 字段名2 = 值2, ... [ WHERE 条件 ];
例:
UPDATE emp SET name = 'Jack' WHERE id = 1;

删除数据:
DELETE FROM 表名 [ WHERE 条件 ];

DQL(数据查询语言)

语法:

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

基础查询

查询多个字段:
SELECT 字段1, 字段2, 字段3, ... FROM 表名;
SELECT * FROM 表名;

设置别名:
SELECT 字段1 [ AS 别名1 ], 字段2 [ AS 别名2 ], 字段3 [ AS 别名3 ], ... FROM 表名;
SELECT 字段1 [ 别名1 ], 字段2 [ 别名2 ], 字段3 [ 别名3 ], ... FROM 表名;

去除重复记录:
SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名;

转义:
SELECT * FROM 表名 WHERE name LIKE '/_张三' ESCAPE '/'
/ 之后的_不作为通配符

条件查询

语法:
SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件列表;

条件:

比较运算符功能
>大于
>=大于等于
<小于
<=小于等于
=等于
<> 或 !=不等于
BETWEEN ... AND ...在某个范围内(含最小、最大值)
IN(...)在in之后的列表中的值,多选一
LIKE 占位符模糊匹配(_匹配单个字符,%匹配任意个字符)
IS NULL是NULL
逻辑运算符功能
AND 或 &&并且(多个条件同时成立)
OR 或 ||或者(多个条件任意一个成立)
NOT 或 !非,不是

例子:

-- 年龄等于30
select * from employee where age = 30;
-- 年龄小于30
select * from employee where age < 30;
-- 小于等于
select * from employee where age <= 30;
-- 没有身份证
select * from employee where idcard is null or idcard = '';
-- 有身份证
select * from employee where idcard;
select * from employee where idcard is not null;
-- 不等于
select * from employee where age != 30;
-- 年龄在20到30之间
select * from employee where age between 20 and 30;
select * from employee where age >= 20 and age <= 30;
-- 下面语句不报错,但查不到任何信息
select * from employee where age between 30 and 20;
-- 性别为女且年龄小于30
select * from employee where age < 30 and gender = '女';
-- 年龄等于25或30或35
select * from employee where age = 25 or age = 30 or age = 35;
select * from employee where age in (25, 30, 35);
-- 姓名为两个字
select * from employee where name like '__';
-- 身份证最后为X
select * from employee where idcard like '%X';

聚合查询(聚合函数)

常见聚合函数:

函数功能
count统计数量
max最大值
min最小值
avg平均值
sum求和

语法:
SELECT 聚合函数(字段列表) FROM 表名;
例:
SELECT count(id) from employee where workaddress = "广东省";

分组查询

语法:
SELECT 字段列表 FROM 表名 [ WHERE 条件 ] GROUP BY 分组字段名 [ HAVING 分组后的过滤条件 ];

where 和 having 的区别:

  • 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;having是分组后对结果进行过滤。
  • 判断条件不同:where不能对聚合函数进行判断,而having可以。

例子:

-- 根据性别分组,统计男性和女性数量(只显示分组数量,不显示哪个是男哪个是女)
select count(*) from employee group by gender;
-- 根据性别分组,统计男性和女性数量
select gender, count(*) from employee group by gender;
-- 根据性别分组,统计男性和女性的平均年龄
select gender, avg(age) from employee group by gender;
-- 年龄小于45,并根据工作地址分组
select workaddress, count(*) from employee where age < 45 group by workaddress;
-- 年龄小于45,并根据工作地址分组,获取员工数量大于等于3的工作地址
select workaddress, count(*) address_count from employee where age < 45 group by workaddress having address_count >= 3;
注意事项
  • 执行顺序:where > 聚合函数 > having
  • 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

排序查询

语法:
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)
  • DESC: 降序

例子:

-- 根据年龄升序排序
SELECT * FROM employee ORDER BY age ASC;
SELECT * FROM employee ORDER BY age;
-- 两字段排序,根据年龄升序排序,入职时间降序排序
SELECT * FROM employee ORDER BY age ASC, entrydate DESC;
注意事项

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

语法:
SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引, 查询记录数;

例子:

-- 查询第一页数据,展示10条
SELECT * FROM employee LIMIT 0, 10;
-- 查询第二页
SELECT * FROM employee LIMIT 10, 10;
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,不同数据库有不同实现,MySQL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 LIMIT 10

DQL执行顺序

FROM -> WHERE -> GROUP BY -> SELECT -> ORDER BY -> LIMIT

DCL

管理用户

查询用户:

USER mysql;
SELECT * FROM user;

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

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

删除用户:
DROP USER '用户名'@'主机名';

例子:

-- 创建用户test,只能在当前主机localhost访问
create user 'test'@'localhost' identified by '123456';
-- 创建用户test,能在任意主机访问
create user 'test'@'%' identified by '123456';
create user 'test' identified by '123456';
-- 修改密码
alter user 'test'@'localhost' identified with mysql_native_password by '1234';
-- 删除用户
drop user 'test'@'localhost';
注意事项
  • 主机名可以使用 % 通配

权限控制

常用权限:

权限说明
ALL, ALL PRIVILEGES所有权限
SELECT查询数据
INSERT插入数据
UPDATE修改数据
DELETE删除数据
ALTER修改表
DROP删除数据库/表/视图
CREATE创建数据库/表

更多权限请看权限一览表

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
  • 多个权限用逗号分隔
  • 授权时,数据库名和表名可以用 * 进行通配,代表所有

函数

  • 字符串函数
  • 数值函数
  • 日期函数
  • 流程函数

字符串函数

常用函数:

函数功能
CONCAT(s1, s2, ..., sn)字符串拼接,将s1, s2, ..., sn拼接成一个字符串
LOWER(str)将字符串全部转为小写
UPPER(str)将字符串全部转为大写
LPAD(str, n, pad)左填充,用字符串pad对str的左边进行填充,达到n个字符串长度
RPAD(str, n, pad)右填充,用字符串pad对str的右边进行填充,达到n个字符串长度
TRIM(str)去掉字符串头部和尾部的空格
SUBSTRING(str, start, len)返回从字符串str从start位置起的len个长度的字符串

使用示例:

-- 拼接
SELECT CONCAT('Hello', 'World');
-- 小写
SELECT LOWER('Hello');
-- 大写
SELECT UPPER('Hello');
-- 左填充
SELECT LPAD('01', 5, '-');
-- 右填充
SELECT RPAD('01', 5, '-');
-- 去除空格
SELECT TRIM(' Hello World ');
-- 切片(起始索引为1)
SELECT SUBSTRING('Hello World', 1, 5);

数值函数

常见函数:

函数功能
CEIL(x)向上取整
FLOOR(x)向下取整
MOD(x, y)返回x/y的模
RAND()返回0~1内的随机数
ROUND(x, y)求参数x的四舍五入值,保留y位小数

日期函数

常用函数:

函数功能
CURDATE()返回当前日期
CURTIME()返回当前时间
NOW()返回当前日期和时间
YEAR(date)获取指定date的年份
MONTH(date)获取指定date的月份
DAY(date)获取指定date的日期
DATE_ADD(date, INTERVAL expr type)返回一个日期/时间值加上一个时间间隔expr后的时间值
DATEDIFF(date1, date2)返回起始时间date1和结束时间date2之间的天数

例子:

-- DATE_ADD
SELECT DATE_ADD(NOW(), INTERVAL 70 YEAR);

流程函数

常用函数:

函数功能
IF(value, t, f)如果value为true,则返回t,否则返回f
IFNULL(value1, value2)如果value1不为空,返回value1,否则返回value2
CASE WHEN [ val1 ] THEN [ res1 ] ... ELSE [ default ] END如果val1为true,返回res1,... 否则返回default默认值
CASE [ expr ] WHEN [ val1 ] THEN [ res1 ] ... ELSE [ default ] END如果expr的值等于val1,返回res1,... 否则返回default默认值

例子:

select
    name,
    (case when age > 30 then '中年' else '青年' end)
from employee;
select
    name,
    (case workaddress when '北京市' then '一线城市' when '上海市' then '一线城市' else '二线城市' end) as '工作地址'
from employee;

约束

分类:

约束描述关键字
非空约束限制该字段的数据不能为nullNOT NULL
唯一约束保证该字段的所有数据都是唯一、不重复的UNIQUE
主键约束主键是一行数据的唯一标识,要求非空且唯一PRIMARY KEY
默认约束保存数据时,如果未指定该字段的值,则采用默认值DEFAULT
检查约束(8.0.1版本后)保证字段值满足某一个条件CHECK
外键约束用来让两张图的数据之间建立连接,保证数据的一致性和完整性FOREIGN KEY

约束是作用于表中字段上的,可以再创建表/修改表的时候添加约束。

常用约束

约束条件关键字
主键PRIMARY KEY
自动增长AUTO_INCREMENT
不为空NOT NULL
唯一UNIQUE
逻辑条件CHECK
默认值DEFAULT

例子:

create table user(
    id int primary key auto_increment,
    name varchar(10) not null unique,
    age int check(age > 0 and age < 120),
    status char(1) default '1',
    gender char(1)
);

外键约束

添加外键:

CREATE TABLE 表名(
    字段名 字段类型,
    ...
    [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);

-- 例子
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;

删除/更新行为

行为说明
NO ACTION当在父表中删除/更新对应记录时,首先检查该记录是否有对应外键,如果有则不允许删除/更新(与RESTRICT一致)
RESTRICT当在父表中删除/更新对应记录时,首先检查该记录是否有对应外键,如果有则不允许删除/更新(与NO ACTION一致)
CASCADE当在父表中删除/更新对应记录时,首先检查该记录是否有对应外键,如果有则也删除/更新外键在子表中的记录
SET NULL当在父表中删除/更新对应记录时,首先检查该记录是否有对应外键,如果有则设置子表中该外键值为null(要求该外键允许为null)
SET DEFAULT父表有变更时,子表将外键设为一个默认值(Innodb不支持)

更改删除/更新行为:
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 行为 ON DELETE 行为;

多表查询

多表关系

  • 一对多(多对一)
  • 多对多
  • 一对一

一对多

案例:部门与员工
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

多对多

案例:学生与课程
关系:一个学生可以选多门课程,一门课程也可以供多个学生选修
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

一对一

案例:用户与用户详情
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)

查询

合并查询(笛卡尔积,会展示所有组合结果):
select * from employee, dept;

笛卡尔积:两个集合A集合和B集合的所有组合情况(在多表查询时,需要消除无效的笛卡尔积)

消除无效笛卡尔积:
select * from employee, dept where employee.dept = dept.id;

内连接查询

内连接查询的是两张表交集的部分

隐式内连接:
SELECT 字段列表 FROM 表1, 表2 WHERE 条件 ...;

显式内连接:
SELECT 字段列表 FROM 表1 [ INNER ] JOIN 表2 ON 连接条件 ...;

显式性能比隐式高

例子:

-- 查询员工姓名,及关联的部门的名称
-- 隐式
select e.name, d.name from employee as e, dept as d where e.dept = d.id;
-- 显式
select e.name, d.name from employee as e inner join dept as d on e.dept = d.id;

外连接查询

左外连接:
查询左表所有数据,以及两张表交集部分数据
SELECT 字段列表 FROM 表1 LEFT [ OUTER ] JOIN 表2 ON 条件 ...;
相当于查询表1的所有数据,包含表1和表2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
SELECT 字段列表 FROM 表1 RIGHT [ OUTER ] JOIN 表2 ON 条件 ...;

例子:

-- 左
select e.*, d.name from employee as e left outer join dept as d on e.dept = d.id;
select d.name, e.* from dept d left outer join emp e on e.dept = d.id;  -- 这条语句与下面的语句效果一样
-- 右
select d.name, e.* from employee as e right outer join dept as d on e.dept = d.id;

左连接可以查询到没有dept的employee,右连接可以查询到没有employee的dept

自连接查询

当前表与自身的连接查询,自连接必须使用表别名

语法:
SELECT 字段列表 FROM 表A 别名A JOIN 表A 别名B ON 条件 ...;

自连接查询,可以是内连接查询,也可以是外连接查询

例子:

-- 查询员工及其所属领导的名字
select a.name, b.name from employee a, employee b where a.manager = b.id;
-- 没有领导的也查询出来
select a.name, b.name from employee a left join employee b on a.manager = b.id;

联合查询 union, union all

把多次查询的结果合并,形成一个新的查询集

语法:

SELECT 字段列表 FROM 表A ...
UNION [ALL]
SELECT 字段列表 FROM 表B ...

注意事项

  • UNION ALL 会有重复结果,UNION 不会
  • 联合查询比使用or效率高,不会使索引失效

子查询

SQL语句中嵌套SELECT语句,称谓嵌套查询,又称子查询。
SELECT * FROM t1 WHERE column1 = ( SELECT column1 FROM t2);
子查询外部的语句可以是 INSERT / UPDATE / DELETE / SELECT 的任何一个

根据子查询结果可以分为:

  • 标量子查询(子查询结果为单个值)
  • 列子查询(子查询结果为一列)
  • 行子查询(子查询结果为一行)
  • 表子查询(子查询结果为多行多列)

根据子查询位置可分为:

  • WHERE 之后
  • FROM 之后
  • SELECT 之后

标量子查询

子查询返回的结果是单个值(数字、字符串、日期等)。
常用操作符:- < > > >= < <=

例子:

-- 查询销售部所有员工
select id from dept where name = '销售部';
-- 根据销售部部门ID,查询员工信息
select * from employee where dept = 4;
-- 合并(子查询)
select * from employee where dept = (select id from dept where name = '销售部');

-- 查询xxx入职之后的员工信息
select * from employee where entrydate > (select entrydate from employee where name = 'xxx');

列子查询

返回的结果是一列(可以是多行)。

常用操作符:

操作符描述
IN在指定的集合范围内,多选一
NOT IN不在指定的集合范围内
ANY子查询返回列表中,有任意一个满足即可
SOME与ANY等同,使用SOME的地方都可以使用ANY
ALL子查询返回列表的所有值都必须满足

例子:

-- 查询销售部和市场部的所有员工信息
select * from employee where dept in (select id from dept where name = '销售部' or name = '市场部');
-- 查询比财务部所有人工资都高的员工信息
select * from employee where salary > all(select salary from employee where dept = (select id from dept where name = '财务部'));
-- 查询比研发部任意一人工资高的员工信息
select * from employee where salary > any (select salary from employee where dept = (select id from dept where name = '研发部'));

行子查询

返回的结果是一行(可以是多列)。
常用操作符:=, <, >, IN, NOT IN

例子:

-- 查询与xxx的薪资及直属领导相同的员工信息
select * from employee where (salary, manager) = (12500, 1);
select * from employee where (salary, manager) = (select salary, manager from employee where name = 'xxx');

表子查询

返回的结果是多行多列
常用操作符:IN

例子:

-- 查询与xxx1,xxx2的职位和薪资相同的员工
select * from employee where (job, salary) in (select job, salary from employee where name = 'xxx1' or name = 'xxx2');
-- 查询入职日期是2006-01-01之后的员工,及其部门信息
select e.*, d.* from (select * from employee where entrydate > '2006-01-01') as e left join dept as d on e.dept = d.id;

事务

事务是一组操作的集合,事务会把所有操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求,即这些操作要么同时成功,要么同时失败。

基本操作:

-- 1. 查询张三账户余额
select * from account where name = '张三';
-- 2. 将张三账户余额-1000
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
-- 此语句出错后张三钱减少但是李四钱没有增加
模拟sql语句错误
-- 3. 将李四账户余额+1000
update account set money = money + 1000 where name = '李四';

-- 查看事务提交方式
SELECT @@AUTOCOMMIT;
-- 设置事务提交方式,1为自动提交,0为手动提交,该设置只对当前会话有效
SET @@AUTOCOMMIT = 0;
-- 提交事务
COMMIT;
-- 回滚事务
ROLLBACK;

-- 设置手动提交后上面代码改为:
select * from account where name = '张三';
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
update account set money = money + 1000 where name = '李四';
commit;

操作方式二:

开启事务:
START TRANSACTION 或 BEGIN TRANSACTION;
提交事务:
COMMIT;
回滚事务:
ROLLBACK;

操作实例:

start transaction;
select * from account where name = '张三';
update account set money = money - 1000 where name = '张三';
update account set money = money + 1000 where name = '李四';
commit;

四大特性ACID

  • 原子性(Atomicity):事务是不可分割的最小操作但愿,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

并发事务

问题描述
脏读一个事务读到另一个事务还没提交的数据
不可重复读一个事务先后读取同一条记录,但两次读取的数据不同
幻读一个事务按照条件查询数据时,没有对应的数据行,但是再插入数据时,又发现这行数据已经存在

这三个问题的详细演示:https://www.bilibili.com/video/BV1Kr4y1i7ru?p=55cd

并发事务隔离级别:

隔离级别脏读不可重复读幻读
Read uncommitted
Read committed×
Repeatable Read(默认)××
Serializable×××
  • √表示在当前隔离级别下该问题会出现
  • Serializable 性能最低;Read uncommitted 性能最高,数据安全性最差

查看事务隔离级别:
SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;
设置事务隔离级别:
SET [ SESSION | GLOBAL ] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE };
SESSION 是会话级别,表示只针对当前会话有效,GLOBAL 表示对所有会话有效

进阶篇

存储引擎

MySQL体系结构:

结构图
层级描述

存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式。存储引擎是基于表而不是基于库的,所以存储引擎也可以被称为表引擎。
默认存储引擎是InnoDB。

相关操作:

-- 查询建表语句
show create table account;
-- 建表时指定存储引擎
CREATE TABLE 表名(
    ...
) ENGINE=INNODB;
-- 查看当前数据库支持的存储引擎
show engines;

InnoDB

InnoDB 是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎,在 MySQL 5.5 之后,InnoDB 是默认的 MySQL 引擎。

特点:

  • DML 操作遵循 ACID 模型,支持事务
  • 行级锁,提高并发访问性能
  • 支持外键约束,保证数据的完整性和正确性

文件:

  • xxx.ibd: xxx代表表名,InnoDB 引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件,存储该表的表结构(frm、sdi)、数据和索引。

参数:innodb_file_per_table,决定多张表共享一个表空间还是每张表对应一个表空间

知识点:

查看 Mysql 变量:
show variables like 'innodb_file_per_table';

从idb文件提取表结构数据:
(在cmd运行)
ibd2sdi xxx.ibd

InnoDB 逻辑存储结构:
InnoDB逻辑存储结构

MyISAM

MyISAM 是 MySQL 早期的默认存储引擎。

特点:

  • 不支持事务,不支持外键
  • 支持表锁,不支持行锁
  • 访问速度快

文件:

  • xxx.sdi: 存储表结构信息
  • xxx.MYD: 存储数据
  • xxx.MYI: 存储索引

Memory

Memory 引擎的表数据是存储在内存中的,受硬件问题、断电问题的影响,只能将这些表作为临时表或缓存使用。

特点:

  • 存放在内存中,速度快
  • hash索引(默认)

文件:

  • xxx.sdi: 存储表结构信息

存储引擎特点

特点InnoDBMyISAMMemory
存储限制64TB
事务安全支持--
锁机制行锁表锁表锁
B+tree索引支持支持支持
Hash索引--支持
全文索引支持(5.6版本之后)支持-
空间使用N/A
内存使用中等
批量插入速度
支持外键支持--

存储引擎的选择

在选择存储引擎时,应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统,还可以根据实际情况选择多种存储引擎进行组合。

  • InnoDB: 如果应用对事物的完整性有比较高的要求,在并发条件下要求数据的一致性,数据操作除了插入和查询之外,还包含很多的更新、删除操作,则 InnoDB 是比较合适的选择
  • MyISAM: 如果应用是以读操作和插入操作为主,只有很少的更新和删除操作,并且对事务的完整性、并发性要求不高,那这个存储引擎是非常合适的。
  • Memory: 将所有数据保存在内存中,访问速度快,通常用于临时表及缓存。Memory 的缺陷是对表的大小有限制,太大的表无法缓存在内存中,而且无法保障数据的安全性

电商中的足迹和评论适合使用 MyISAM 引擎,缓存适合使用 Memory 引擎。

性能分析

查看执行频次

查看当前数据库的 INSERT, UPDATE, DELETE, SELECT 访问频次:
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______'; 或者 SHOW SESSION STATUS LIKE 'Com_______';
例:show global status like 'Com_______'

慢查询日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数(long_query_time,单位:秒,默认10秒)的所有SQL语句的日志。
MySQL的慢查询日志默认没有开启,需要在MySQL的配置文件(/etc/my.cnf)中配置如下信息:

# 开启慢查询日志开关
slow_query_log=1
# 设置慢查询日志的时间为2秒,SQL语句执行时间超过2秒,就会视为慢查询,记录慢查询日志
long_query_time=2

更改后记得重启MySQL服务,日志文件位置:/var/lib/mysql/localhost-slow.log

查看慢查询日志开关状态:
show variables like 'slow_query_log';

profile

show profile 能在做SQL优化时帮我们了解时间都耗费在哪里。通过 have_profiling 参数,能看到当前 MySQL 是否支持 profile 操作:
SELECT @@have_profiling;
profiling 默认关闭,可以通过set语句在session/global级别开启 profiling:
SET profiling = 1;
查看所有语句的耗时:
show profiles;
查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时:
show profile for query query_id;
查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
show profile cpu for query query_id;

explain

EXPLAIN 或者 DESC 命令获取 MySQL 如何执行 SELECT 语句的信息,包括在 SELECT 语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。
语法:

# 直接在select语句之前加上关键字 explain / desc
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 HWERE 条件;

EXPLAIN 各字段含义:

  • id:select 查询的序列号,表示查询中执行 select 子句或者操作表的顺序(id相同,执行顺序从上到下;id不同,值越大越先执行)
  • select_type:表示 SELECT 的类型,常见取值有 SIMPLE(简单表,即不适用表连接或者子查询)、PRIMARY(主查询,即外层的查询)、UNION(UNION中的第二个或者后面的查询语句)、SUBQUERY(SELECT/WHERE之后包含了子查询)等
  • type:表示连接类型,性能由好到差的连接类型为 NULL、system、const、eq_ref、ref、range、index、all
  • possible_key:可能应用在这张表上的索引,一个或多个
  • Key:实际使用的索引,如果为 NULL,则没有使用索引
  • Key_len:表示索引中使用的字节数,该值为索引字段最大可能长度,并非实际使用长度,在不损失精确性的前提下,长度越短越好
  • rows:MySQL认为必须要执行的行数,在InnoDB引擎的表中,是一个估计值,可能并不总是准确的
  • filtered:表示返回结果的行数占需读取行数的百分比,filtered的值越大越好

索引

索引是帮助 MySQL 高效获取数据数据结构(有序)。在数据之外,数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据,这样就可以在这些数据结构上实现高级查询算法,这种数据结构就是索引。

优缺点:

优点:

  • 提高数据检索效率,降低数据库的IO成本
  • 通过索引列对数据进行排序,降低数据排序的成本,降低CPU的消耗

缺点:

  • 索引列也是要占用空间的
  • 索引大大提高了查询效率,但降低了更新的速度,比如 INSERT、UPDATE、DELETE

索引结构

索引结构描述
B+Tree最常见的索引类型,大部分引擎都支持B+树索引
Hash底层数据结构是用哈希表实现,只有精确匹配索引列的查询才有效,不支持范围查询
R-Tree(空间索引)空间索引是 MyISAM 引擎的一个特殊索引类型,主要用于地理空间数据类型,通常使用较少
Full-Text(全文索引)是一种通过建立倒排索引,快速匹配文档的方式,类似于 Lucene, Solr, ES
索引InnoDBMyISAMMemory
B+Tree索引支持支持支持
Hash索引不支持不支持支持
R-Tree索引不支持支持不支持
Full-text5.6版本后支持支持不支持

B-Tree

二叉树

二叉树的缺点可以用红黑树来解决:
红黑树
红黑树也存在大数据量情况下,层级较深,检索速度慢的问题。

为了解决上述问题,可以使用 B-Tree 结构。
B-Tree (多路平衡查找树) 以一棵最大度数(max-degree,指一个节点的子节点个数)为5(5阶)的 b-tree 为例(每个节点最多存储4个key,5个指针)

B-Tree结构

B-Tree 的数据插入过程动画参照:https://www.bilibili.com/video/BV1Kr4y1i7ru?p=68
演示地址:https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/BTree.html

B+Tree

结构图:

B+Tree结构图

演示地址:https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/BPlusTree.html

与 B-Tree 的区别:

  • 所有的数据都会出现在叶子节点
  • 叶子节点形成一个单向链表

MySQL 索引数据结构对经典的 B+Tree 进行了优化。在原 B+Tree 的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的 B+Tree,提高区间访问的性能。

MySQL B+Tree 结构图

Hash

哈希索引就是采用一定的hash算法,将键值换算成新的hash值,映射到对应的槽位上,然后存储在hash表中。
如果两个(或多个)键值,映射到一个相同的槽位上,他们就产生了hash冲突(也称为hash碰撞),可以通过链表来解决。

Hash索引原理图

特点:

  • Hash索引只能用于对等比较(=、in),不支持范围查询(betwwn、>、<、...)
  • 无法利用索引完成排序操作
  • 查询效率高,通常只需要一次检索就可以了,效率通常要高于 B+Tree 索引

存储引擎支持:

  • Memory
  • InnoDB: 具有自适应hash功能,hash索引是存储引擎根据 B+Tree 索引在指定条件下自动构建的

面试题

  1. 为什么 InnoDB 存储引擎选择使用 B+Tree 索引结构?
  • 相对于二叉树,层级更少,搜索效率高
  • 对于 B-Tree,无论是叶子节点还是非叶子节点,都会保存数据,这样导致一页中存储的键值减少,指针也跟着减少,要同样保存大量数据,只能增加树的高度,导致性能降低
  • 相对于 Hash 索引,B+Tree 支持范围匹配及排序操作

索引分类

分类含义特点关键字
主键索引针对于表中主键创建的索引默认自动创建,只能有一个PRIMARY
唯一索引避免同一个表中某数据列中的值重复可以有多个UNIQUE
常规索引快速定位特定数据可以有多个
全文索引全文索引查找的是文本中的关键词,而不是比较索引中的值可以有多个FULLTEXT

在 InnoDB 存储引擎中,根据索引的存储形式,又可以分为以下两种:

分类含义特点
聚集索引(Clustered Index)将数据存储与索引放一块,索引结构的叶子节点保存了行数据必须有,而且只有一个
二级索引(Secondary Index)将数据与索引分开存储,索引结构的叶子节点关联的是对应的主键可以存在多个

演示图:

大致原理
演示图

聚集索引选取规则:

  • 如果存在主键,主键索引就是聚集索引
  • 如果不存在主键,将使用第一个唯一(UNIQUE)索引作为聚集索引
  • 如果表没有主键或没有合适的唯一索引,则 InnoDB 会自动生成一个 rowid 作为隐藏的聚集索引

思考题

1. 以下 SQL 语句,哪个执行效率高?为什么?

select * from user where id = 10;
select * from user where name = 'Arm';
-- 备注:id为主键,name字段创建的有索引

答:第一条语句,因为第二条需要回表查询,相当于两个步骤。

2. InnoDB 主键索引的 B+Tree 高度为多少?

答:假设一行数据大小为1k,一页中可以存储16行这样的数据。InnoDB 的指针占用6个字节的空间,主键假设为bigint,占用字节数为8.
可得公式:n * 8 + (n + 1) * 6 = 16 * 1024,其中 8 表示 bigint 占用的字节数,n 表示当前节点存储的key的数量,(n + 1) 表示指针数量(比key多一个)。算出n约为1170。

如果树的高度为2,那么他能存储的数据量大概为:1171 * 16 = 18736
如果树的高度为3,那么他能存储的数据量大概为:1171 * 1171 * 16 = 21939856

另外,如果有成千上万的数据,那么就要考虑分表,涉及运维篇知识。

语法

创建索引:
CREATE [ UNIQUE | FULLTEXT ] INDEX index_name ON table_name (index_col_name, ...);
如果不加 CREATE 后面不加索引类型参数,则创建的是常规索引

查看索引:
SHOW INDEX FROM table_name;

删除索引:
DROP INDEX index_name ON table_name;

案例:

-- name字段为姓名字段,该字段的值可能会重复,为该字段创建索引
create index idx_user_name on tb_user(name);
-- phone手机号字段的值非空,且唯一,为该字段创建唯一索引
create unique index idx_user_phone on tb_user (phone);
-- 为profession, age, status创建联合索引
create index idx_user_pro_age_stat on tb_user(profession, age, status);
-- 为email建立合适的索引来提升查询效率
create index idx_user_email on tb_user(email);

-- 删除索引
drop index idx_user_email on tb_user;

使用规则

最左前缀法则

如果索引关联了多列(联合索引),要遵守最左前缀法则,最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始,并且不跳过索引中的列。
如果跳跃某一列,索引将部分失效(后面的字段索引失效)。

联合索引中,出现范围查询(<, >),范围查询右侧的列索引失效。可以用>=或者<=来规避索引失效问题。

索引失效情况

  1. 在索引列上进行运算操作,索引将失效。如:explain select * from tb_user where substring(phone, 10, 2) = '15';
  2. 字符串类型字段使用时,不加引号,索引将失效。如:explain select * from tb_user where phone = 17799990015;,此处phone的值没有加引号
  3. 模糊查询中,如果仅仅是尾部模糊匹配,索引不会是失效;如果是头部模糊匹配,索引失效。如:explain select * from tb_user where profession like '%工程';,前后都有 % 也会失效。
  4. 用 or 分割开的条件,如果 or 其中一个条件的列没有索引,那么涉及的索引都不会被用到。
  5. 如果 MySQL 评估使用索引比全表更慢,则不使用索引。

SQL 提示

数据类型

整型

类型名称取值范围大小
TINYINT-128〜1271个字节
SMALLINT-32768〜327672个宇节
MEDIUMINT-8388608〜83886073个字节
INT (INTEGHR)-2147483648〜21474836474个字节
BIGINT-9223372036854775808〜92233720368547758078个字节

无符号在数据类型后加 unsigned 关键字。

浮点型

类型名称说明存储需求
FLOAT单精度浮点数4 个字节
DOUBLE双精度浮点数8 个字节
DECIMAL (M, D),DEC压缩的“严格”定点数M+2 个字节

日期和时间

类型名称日期格式日期范围存储需求
YEARYYYY1901 ~ 21551 个字节
TIMEHH:MM:SS-838:59:59 ~ 838:59:593 个字节
DATEYYYY-MM-DD1000-01-01 ~ 9999-12-33 个字节
DATETIMEYYYY-MM-DD HH:MM:SS1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:598 个字节
TIMESTAMPYYYY-MM-DD HH:MM:SS1980-01-01 00:00:01 UTC ~ 2040-01-19 03:14:07 UTC4 个字节

字符串

类型名称说明存储需求
CHAR(M)固定长度非二进制字符串M 字节,1<=M<=255
VARCHAR(M)变长非二进制字符串L+1字节,在此,L< = M和 1<=M<=255
TINYTEXT非常小的非二进制字符串L+1字节,在此,L<2^8
TEXT小的非二进制字符串L+2字节,在此,L<2^16
MEDIUMTEXT中等大小的非二进制字符串L+3字节,在此,L<2^24
LONGTEXT大的非二进制字符串L+4字节,在此,L<2^32
ENUM枚举类型,只能有一个枚举字符串值1或2个字节,取决于枚举值的数目 (最大值为65535)
SET一个设置,字符串对象可以有零个或 多个SET成员1、2、3、4或8个字节,取决于集合 成员的数量(最多64个成员)

二进制类型

类型名称说明存储需求
BIT(M)位字段类型大约 (M+7)/8 字节
BINARY(M)固定长度二进制字符串M 字节
VARBINARY (M)可变长度二进制字符串M+1 字节
TINYBLOB (M)非常小的BLOBL+1 字节,在此,L<2^8
BLOB (M)小 BLOBL+2 字节,在此,L<2^16
MEDIUMBLOB (M)中等大小的BLOBL+3 字节,在此,L<2^24
LONGBLOB (M)非常大的BLOBL+4 字节,在此,L<2^32

权限一览表

具体权限的作用详见官方文档

GRANT 和 REVOKE 允许的静态权限

PrivilegeGrant Table ColumnContext
ALL [PRIVILEGES]Synonym for “all privileges”Server administration
ALTERAlter_privTables
ALTER ROUTINEAlter_routine_privStored routines
CREATECreate_privDatabases, tables, or indexes
CREATE ROLECreate_role_privServer administration
CREATE ROUTINECreate_routine_privStored routines
CREATE TABLESPACECreate_tablespace_privServer administration
CREATE TEMPORARY TABLESCreate_tmp_table_privTables
CREATE USERCreate_user_privServer administration
CREATE VIEWCreate_view_privViews
DELETEDelete_privTables
DROPDrop_privDatabases, tables, or views
DROP ROLEDrop_role_privServer administration
EVENTEvent_privDatabases
EXECUTEExecute_privStored routines
FILEFile_privFile access on server host
GRANT OPTIONGrant_privDatabases, tables, or stored routines
INDEXIndex_privTables
INSERTInsert_privTables or columns
LOCK TABLESLock_tables_privDatabases
PROCESSProcess_privServer administration
PROXYSee proxies_priv tableServer administration
REFERENCESReferences_privDatabases or tables
RELOADReload_privServer administration
REPLICATION CLIENTRepl_client_privServer administration
REPLICATION SLAVERepl_slave_privServer administration
SELECTSelect_privTables or columns
SHOW DATABASESShow_db_privServer administration
SHOW VIEWShow_view_privViews
SHUTDOWNShutdown_privServer administration
SUPERSuper_privServer administration
TRIGGERTrigger_privTables
UPDATEUpdate_privTables or columns
USAGESynonym for “no privileges”Server administration

GRANT 和 REVOKE 允许的动态权限

PrivilegeContext
APPLICATION_PASSWORD_ADMINDual password administration
AUDIT_ABORT_EXEMPTAllow queries blocked by audit log filter
AUDIT_ADMINAudit log administration
AUTHENTICATION_POLICY_ADMINAuthentication administration
BACKUP_ADMINBackup administration
BINLOG_ADMINBackup and Replication administration
BINLOG_ENCRYPTION_ADMINBackup and Replication administration
CLONE_ADMINClone administration
CONNECTION_ADMINServer administration
ENCRYPTION_KEY_ADMINServer administration
FIREWALL_ADMINFirewall administration
FIREWALL_EXEMPTFirewall administration
FIREWALL_USERFirewall administration
FLUSH_OPTIMIZER_COSTSServer administration
FLUSH_STATUSServer administration
FLUSH_TABLESServer administration
FLUSH_USER_RESOURCESServer administration
GROUP_REPLICATION_ADMINReplication administration
GROUP_REPLICATION_STREAMReplication administration
INNODB_REDO_LOG_ARCHIVERedo log archiving administration
NDB_STORED_USERNDB Cluster
PASSWORDLESS_USER_ADMINAuthentication administration
PERSIST_RO_VARIABLES_ADMINServer administration
REPLICATION_APPLIERPRIVILEGE_CHECKS_USER for a replication channel
REPLICATION_SLAVE_ADMINReplication administration
RESOURCE_GROUP_ADMINResource group administration
RESOURCE_GROUP_USERResource group administration
ROLE_ADMINServer administration
SESSION_VARIABLES_ADMINServer administration
SET_USER_IDServer administration
SHOW_ROUTINEServer administration
SYSTEM_USERServer administration
SYSTEM_VARIABLES_ADMINServer administration
TABLE_ENCRYPTION_ADMINServer administration
VERSION_TOKEN_ADMINServer administration
XA_RECOVER_ADMINServer administration

图形化界面工具

安装

小技巧

  1. 在SQL语句之后加上\G会将结果的表格形式转换成行文本形式
  2. 查看Mysql数据库占用空间:
SELECT table_schema "Database Name"
     , SUM(data_length + index_length) / (1024 * 1024) "Database Size in MB"
FROM information_schema.TABLES
GROUP BY table_schema;
Last modification:April 21st, 2022 at 11:15 pm
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END
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文章标题:MySQL知识点(转载)
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