1. 為什么要使用數(shù)據(jù)庫

• 持久化(persistence)：把數(shù)據(jù)保存到可掉電式存儲設(shè)備中以供之后使用。大多數(shù)情況下，特別是企業(yè)級應(yīng)用，數(shù)據(jù)持久化意味著將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存到硬盤上加以”固化”，而持久化的實(shí)現(xiàn)過程大多通過各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫來完成。
• 持久化的主要作用是將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)然也可以存儲在磁盤文件、XML數(shù)據(jù)文件中。
  

2. 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2.1 數(shù)據(jù)庫的相關(guān)概念

2.2 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的關(guān)系

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)可以管理多個數(shù)據(jù)庫，一般開發(fā)人員會針對每一個應(yīng)用創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫。為保存應(yīng)用中實(shí)體的數(shù)據(jù)，一般會在數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建多個表，以保存程序中實(shí)體用戶的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和表的關(guān)系如圖所示：

2.3 常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)排名(DBMS)

目前互聯(lián)網(wǎng)上常見的數(shù)據(jù)庫管理軟件有Oracle、MySQL、MS SQL Server、DB2、PostgreSQL、Access、Sybase、Informix這幾種。以下是2023年DB-Engines Ranking 對各數(shù)據(jù)庫受歡迎程度進(jìn)行調(diào)查后的統(tǒng)計結(jié)果：（查看數(shù)據(jù)庫最新排名:https://db-engines.com/en/ranking）

對應(yīng)的走勢圖：（https://db-engines.com/en/ranking_trend）

2.4 常見的數(shù)據(jù)庫介紹

Oracle

1979 年，Oracle 2 誕生，它是第一個商用的 RDBMS（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）。隨著 Oracle 軟件的名氣越來越大，公司也改名叫 Oracle 公司。

2007年，總計85億美金收購BEA Systems。

2009年，總計74億美金收購SUN。此前的2008年，SUN以10億美金收購MySQL。意味著Oracle 同時擁有了 MySQL 的管理權(quán)，至此 Oracle 在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中成為絕對的領(lǐng)導(dǎo)者。

2013年，甲骨文超越IBM，成為繼Microsoft后全球第二大軟件公司。

如今 Oracle 的年收入達(dá)到了 400 億美金，足以證明商用（收費(fèi)）數(shù)據(jù)庫軟件的價值。

SQL Server

SQL Server 是微軟開發(fā)的大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫，誕生于 1989 年。C#、.net等語言常使用，與WinNT完全集成，也可以很好地與Microsoft BackOffice產(chǎn)品集成。

DB2

IBM公司的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品,收費(fèi)的。常應(yīng)用在銀行系統(tǒng)中。

PostgreSQL

PostgreSQL 的穩(wěn)定性極強(qiáng)，最符合SQL標(biāo)準(zhǔn)，開放源碼，具備商業(yè)級DBMS質(zhì)量。PG對數(shù)據(jù)量大的文本以及SQL處理較快。

SyBase

已經(jīng)淡出歷史舞臺。提供了一個非常專業(yè)數(shù)據(jù)建模的工具PowerDesigner。

SQLite

嵌入式的小型數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用在手機(jī)端。 零配置，SQlite3不用安裝，不用配置，不用啟動，關(guān)閉或者配置數(shù)據(jù)庫實(shí)例。當(dāng)系統(tǒng)崩潰后不用做任何恢復(fù)操作，再下次使用數(shù)據(jù)庫的時候自動恢復(fù)。

informix

IBM公司出品，取自Information 和Unix的結(jié)合，它是第一個被移植到Linux上的商業(yè)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。僅運(yùn)行于unix/linux平臺，命令行操作。 性能較高，支持集群，適應(yīng)于安全性要求極高的系統(tǒng)，尤其是銀行，證券系統(tǒng)的應(yīng)用。

3. MySQL介紹

3.1 概述

• MySQL是一個開放源代碼的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB（創(chuàng)始人Michael Widenius）公司1995年開發(fā)，迅速成為開源數(shù)據(jù)庫的 No.1。
• 2008被Sun收購（10億美金），2009年Sun被Oracle收購。MariaDB應(yīng)運(yùn)而生。（MySQL 的創(chuàng)造者擔(dān)心 MySQL 有閉源的風(fēng)險，因此創(chuàng)建了 MySQL 的分支項(xiàng)目 MariaDB）
• MySQL6.x 版本之后分為社區(qū)版和商業(yè)版。
• MySQL是一種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個大倉庫內(nèi)，這樣就增加了速度并提高了靈活性。
• MySQL是開源的，所以你不需要支付額外的費(fèi)用。
• MySQL是可以定制的，采用了GPL（GNU General Public License）協(xié)議，你可以修改源碼來開發(fā)自己的MySQL系統(tǒng)。
• MySQL支持大型的數(shù)據(jù)庫?？梢蕴幚頁碛猩锨f條記錄的大型數(shù)據(jù)庫。
• MySQL支持大型數(shù)據(jù)庫，支持5000萬條記錄的數(shù)據(jù)倉庫，32位系統(tǒng)表文件最大可支持4GB，64位系統(tǒng)支持最大的表文件為8TB。
• MySQL使用標(biāo)準(zhǔn)的SQL數(shù)據(jù)語言形式。
• MySQL可以允許運(yùn)行于多個系統(tǒng)上，并且支持多種語言。這些編程語言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP和Ruby等。

3.2 MySQL發(fā)展史重大事件

MySQL的歷史就是整個互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展史?；ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)從社交領(lǐng)域、電商領(lǐng)域到金融領(lǐng)域的發(fā)展，推動著應(yīng)用對數(shù)據(jù)庫的需求提升，對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)能力提出了挑戰(zhàn)。高并發(fā)、高性能、高可用、輕資源、易維護(hù)、易擴(kuò)展的需求，促進(jìn)了MySQL的長足發(fā)展。

1.4 關(guān)于MySQL 8.0

MySQL從5.7版本直接跳躍發(fā)布了8.0版本，可見這是一個令人興奮的里程碑版本。MySQL 8版本在功能上做了顯著的改進(jìn)與增強(qiáng)，開發(fā)者對MySQL的源代碼進(jìn)行了重構(gòu)，最突出的一點(diǎn)是多MySQL Optimizer優(yōu)化器進(jìn)行了改進(jìn)。不僅在速度上得到了改善，還為用戶帶來了更好的性能和更棒的體驗(yàn)。

1.5 Why choose MySQL?

為什么如此多的廠商要選用MySQL？大概總結(jié)的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1. 開放源代碼，使用成本低。

2. 性能卓越，服務(wù)穩(wěn)定。

3. 軟件體積小，使用簡單，并且易于維護(hù)。

4. 歷史悠久，社區(qū)用戶非?；钴S，遇到問題可以尋求幫助。

5. 許多互聯(lián)網(wǎng)公司在用，經(jīng)過了時間的驗(yàn)證。

1.6 Oracle vs MySQL

Oracle 更適合大型跨國企業(yè)的使用，因?yàn)樗麄儗M(fèi)用不敏感，但是對性能要求以及安全性有更高的要求。

MySQL 由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，可處理上千萬條記錄的大型數(shù)據(jù)庫，尤其是開放源碼這一特點(diǎn)，使得很多互聯(lián)網(wǎng)公司、中小型網(wǎng)站選擇了MySQL作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫（Facebook，Twitter，YouTube，阿里巴巴/螞蟻金服，去哪兒，美團(tuán)外賣，騰訊）。

4. RDBMS 與 非RDBMS

從排名中我們能看出來，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫絕對是 DBMS 的主流，其中使用最多的 DBMS 分別是 Oracle、MySQL 和 SQL Server。這些都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（RDBMS）。

4.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(RDBMS)

4.1.1 實(shí)質(zhì)

• 這種類型的數(shù)據(jù)庫是最古老的數(shù)據(jù)庫類型，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫模型是把復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸結(jié)為簡單的二元關(guān)系（即二維表格形式）。
  

• 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫以行(row)和列(column)的形式存儲數(shù)據(jù)，以便于用戶理解。這一系列的行和列被稱為表(table)，一組表組成了一個庫(database)。

• 表與表之間的數(shù)據(jù)記錄有關(guān)系(relationship)?，F(xiàn)實(shí)世界中的各種實(shí)體以及實(shí)體之間的各種聯(lián)系均用關(guān)系模型來表示。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，就是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫。

• SQL 就是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的查詢語言。
  

4.1.2 優(yōu)勢

• 復(fù)雜查詢
  可以用SQL語句方便的在一個表以及多個表之間做非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)查詢。
• 事務(wù)支持
  使得對于安全性能很高的數(shù)據(jù)訪問要求得以實(shí)現(xiàn)。

4.2 非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(非RDBMS)

4.2.1 介紹

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，可看成傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的功能閹割版本，基于鍵值對存儲數(shù)據(jù)，不需要經(jīng)過SQL層的解析，性能非常高。同時，通過減少不常用的功能，進(jìn)一步提高性能。

目前基本上大部分主流的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是免費(fèi)的。

4.2.2 有哪些非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

相比于 SQL，NoSQL 泛指非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，包括了榜單上的鍵值型數(shù)據(jù)庫、文檔型數(shù)據(jù)庫、搜索引擎和列存儲等，除此以外還包括圖形數(shù)據(jù)庫。也只有用 NoSQL 一詞才能將這些技術(shù)囊括進(jìn)來。

鍵值型數(shù)據(jù)庫

鍵值型數(shù)據(jù)庫通過 Key-Value 鍵值的方式來存儲數(shù)據(jù)，其中 Key 和 Value 可以是簡單的對象，也可以是復(fù)雜的對象。Key 作為唯一的標(biāo)識符，優(yōu)點(diǎn)是查找速度快，在這方面明顯優(yōu)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，缺點(diǎn)是無法像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一樣使用條件過濾（比如 WHERE），如果你不知道去哪里找數(shù)據(jù)，就要遍歷所有的鍵，這就會消耗大量的計算。

鍵值型數(shù)據(jù)庫典型的使用場景是作為內(nèi)存緩存。Redis 是最流行的鍵值型數(shù)據(jù)庫。

文檔型數(shù)據(jù)庫

此類數(shù)據(jù)庫可存放并獲取文檔，可以是XML、JSON等格式。在數(shù)據(jù)庫中文檔作為處理信息的基本單位，一個文檔就相當(dāng)于一條記錄。文檔數(shù)據(jù)庫所存放的文檔，就相當(dāng)于鍵值數(shù)據(jù)庫所存放的“值”。MongoDB 是最流行的文檔型數(shù)據(jù)庫。此外，還有CouchDB等。

搜索引擎數(shù)據(jù)庫

雖然關(guān)系型數(shù)據(jù)庫采用了索引提升檢索效率，但是針對全文索引效率卻較低。搜索引擎數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用在搜索引擎領(lǐng)域的數(shù)據(jù)存儲形式，由于搜索引擎會爬取大量的數(shù)據(jù)，并以特定的格式進(jìn)行存儲，這樣在檢索的時候才能保證性能最優(yōu)。核心原理是“倒排索引”。

典型產(chǎn)品：Solr、Elasticsearch、Splunk 等。

列式數(shù)據(jù)庫

列式數(shù)據(jù)庫是相對于行式存儲的數(shù)據(jù)庫，Oracle、MySQL、SQL Server 等數(shù)據(jù)庫都是采用的行式存儲（Row-based），而列式數(shù)據(jù)庫是將數(shù)據(jù)按照列存儲到數(shù)據(jù)庫中，這樣做的好處是可以大量降低系統(tǒng)的 I/O，適合于分布式文件系統(tǒng)，不足在于功能相對有限。典型產(chǎn)品：HBase等。

圖形數(shù)據(jù)庫

圖形數(shù)據(jù)庫，利用了圖這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲了實(shí)體（對象）之間的關(guān)系。圖形數(shù)據(jù)庫最典型的例子就是社交網(wǎng)絡(luò)中人與人的關(guān)系，數(shù)據(jù)模型主要是以節(jié)點(diǎn)和邊（關(guān)系）來實(shí)現(xiàn)，特點(diǎn)在于能高效地解決復(fù)雜的關(guān)系問題。

圖形數(shù)據(jù)庫顧名思義，就是一種存儲圖形關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。它利用了圖這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲了實(shí)體（對象）之間的關(guān)系。關(guān)系型數(shù)據(jù)用于存儲明確關(guān)系的數(shù)據(jù)，但對于復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)存儲卻有些力不從心。如社交網(wǎng)絡(luò)中人物之間的關(guān)系，如果用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫則非常復(fù)雜，用圖形數(shù)據(jù)庫將非常簡單。典型產(chǎn)品：Neo4J、InfoGrid等。

4.2.3 NoSQL的演變

由于 SQL 一直稱霸 DBMS，因此許多人在思考是否有一種數(shù)據(jù)庫技術(shù)能遠(yuǎn)離 SQL，于是 NoSQL 誕生了，但是隨著發(fā)展卻發(fā)現(xiàn)越來越離不開 SQL。到目前為止 NoSQL 陣營中的 DBMS 都會有實(shí)現(xiàn)類似 SQL 的功能。下面是“NoSQL”這個名詞在不同時期的詮釋，從這些釋義的變化中可以看出 NoSQL 功能的演變：

1970：NoSQL = We have no SQL

1980：NoSQL = Know SQL

2000：NoSQL = No SQL!

2005：NoSQL = Not only SQL

2013：NoSQL = No, SQL!

NoSQL 對 SQL 做出了很好的補(bǔ)充，比如實(shí)際開發(fā)中，有很多業(yè)務(wù)需求，其實(shí)并不需要完整的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫功能，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的功能就足夠使用了。這種情況下，使用性能更高、成本更低的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫當(dāng)然是更明智的選擇。比如：日志收集、排行榜、定時器等。

4.3 小結(jié)

NoSQL 的分類很多，即便如此，在 DBMS 排名中，還是 SQL 陣營的比重更大，影響力前 5 的 DBMS 中有 4 個是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，而排名前 20 的 DBMS 中也有 12 個是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。所以說，掌握 SQL 是非常有必要的。整套課程將圍繞 SQL 展開。

5. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)則

• 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是數(shù)據(jù)表，這些數(shù)據(jù)表的組成都是結(jié)構(gòu)化的（Structured）。

• 將數(shù)據(jù)放到表中，表再放到庫中。

• 一個數(shù)據(jù)庫中可以有多個表，每個表都有一個名字，用來標(biāo)識自己。表名具有唯一性。

• 表具有一些特性，這些特性定義了數(shù)據(jù)在表中如何存儲，類似Java和Python中 “類”的設(shè)計。

5.1 表、記錄、字段

• E-R（entity-relationship，實(shí)體-聯(lián)系）模型中有三個主要概念是：實(shí)體集、屬性、聯(lián)系集。

• 一個實(shí)體集（class）對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫中的一個表（table），一個實(shí)體（instance）則對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫表中的一行（row），也稱為一條記錄（record）。一個屬性（attribute）對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫表中的一列（column），也稱為一個字段（field）。
  

ORM思想 (Object Relational Mapping)體現(xiàn)：
數(shù)據(jù)庫中的一個表 <—> Java或Python中的一個類
表中的一條數(shù)據(jù) <—> 類中的一個對象（或?qū)嶓w）
表中的一個列 <----> 類中的一個字段、屬性(field)

5.2 表的關(guān)聯(lián)關(guān)系

• 表與表之間的數(shù)據(jù)記錄有關(guān)系(relationship)?，F(xiàn)實(shí)世界中的各種實(shí)體以及實(shí)體之間的各種聯(lián)系均用關(guān)系模型來表示。

• 四種：一對一關(guān)聯(lián)、一對多關(guān)聯(lián)、多對多關(guān)聯(lián)、自我引用

5.2.1 一對一關(guān)聯(lián)（one-to-one）

• 在實(shí)際的開發(fā)中應(yīng)用不多，因?yàn)橐粚σ豢梢詣?chuàng)建成一張表。
• 舉例：設(shè)計學(xué)生表：學(xué)號、姓名、手機(jī)號碼、班級、系別、身份證號碼、家庭住址、籍貫、緊急聯(lián)系人、…

  • 拆為兩個表：兩個表的記錄是一一對應(yīng)關(guān)系。

  • 基礎(chǔ)信息表（常用信息）：學(xué)號、姓名、手機(jī)號碼、班級、系別

  • 檔案信息表（不常用信息）：學(xué)號、身份證號碼、家庭住址、籍貫、緊急聯(lián)系人、…

• 兩種建表原則：
  • 外鍵唯一：主表的主鍵和從表的外鍵（唯一），形成主外鍵關(guān)系，外鍵唯一。
  • 外鍵是主鍵：主表的主鍵和從表的主鍵，形成主外鍵關(guān)系。

5.2.2 一對多關(guān)系（one-to-many）

• 常見實(shí)例場景：客戶表和訂單表，分類表和商品表，部門表和員工表。
• 舉例：

  • 員工表：編號、姓名、…、所屬部門

  • 部門表：編號、名稱、簡介

• 一對多建表原則：在從表(多方)創(chuàng)建一個字段，字段作為外鍵指向主表(一方)的主鍵
  
  
  

5.2.3 多對多（many-to-many）

要表示多對多關(guān)系，必須創(chuàng)建第三個表，該表通常稱為聯(lián)接表，它將多對多關(guān)系劃分為兩個一對多關(guān)系。將這兩個表的主鍵都插入到第三個表中。

• 舉例1：學(xué)生-課程

• 學(xué)生信息表：一行代表一個學(xué)生的信息（學(xué)號、姓名、手機(jī)號碼、班級、系別…）

• 課程信息表：一行代表一個課程的信息（課程編號、授課老師、簡介…）

• 選課信息表：一個學(xué)生可以選多門課，一門課可以被多個學(xué)生選擇

學(xué)號     課程編號  
1        1001
2        1001
1        1002

• 舉例2：產(chǎn)品-訂單

“訂單”表和“產(chǎn)品”表有一種多對多的關(guān)系，這種關(guān)系是通過與“訂單明細(xì)”表建立兩個一對多關(guān)系來定義的。一個訂單可以有多個產(chǎn)品，每個產(chǎn)品可以出現(xiàn)在多個訂單中。

• 產(chǎn)品表：“產(chǎn)品”表中的每條記錄表示一個產(chǎn)品。
• 訂單表：“訂單”表中的每條記錄表示一個訂單。
• 訂單明細(xì)表：每個產(chǎn)品可以與“訂單”表中的多條記錄對應(yīng)，即出現(xiàn)在多個訂單中。一個訂單可以與“產(chǎn)品”表中的多條記錄對應(yīng)，即包含多個產(chǎn)品。

• 舉例3：用戶-角色
• 多對多關(guān)系建表原則：需要創(chuàng)建第三張表，中間表中至少兩個字段，這兩個字段分別作為外鍵指向各自一方的主鍵。

5.3.4 自我引用(Self reference)

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-436962.html

到了這里，關(guān)于MySQL基礎(chǔ)（一）數(shù)據(jù)庫概述的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！