C(Chapter)

C-01.數(shù)據(jù)庫概述

1.為什么要用數(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(硬盤)中以供之后使用。大多數(shù)情況下，特別是企業(yè)應(yīng)用，數(shù)據(jù)持久化是將內(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)過程大多使用各種關(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)存到關(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

DB：數(shù)據(jù)庫(Database)。存儲數(shù)據(jù)的倉庫，其本質(zhì)是一個(gè)文件系統(tǒng)。保存了一系列有組織的數(shù)據(jù)。
DBMS：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Management System)。是一種操作和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，用于建立，使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制。用戶通過數(shù)據(jù)庫管理和訪問數(shù)據(jù)庫中表的數(shù)據(jù)。
SQL：結(jié)構(gòu)化查詢語言(Structured Query Language)。專門用來與數(shù)據(jù)庫交互的語言。

2.2 數(shù)據(jù)庫和數(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(gè)數(shù)據(jù)庫，一般開發(fā)人員會針對每一個(gè)應(yīng)用創(chuàng)建一個(gè)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)庫中創(chuàng)建多個(gè)表，以保存程序中用戶的數(shù)據(jù)。

3.MySQL優(yōu)勢

為什么很多廠商選擇MySQL?

• 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)用戶活躍，遇到問題容易解決。
• 5.很多互聯(lián)網(wǎng)公司再用，經(jīng)過了時(shí)間的考驗(yàn)。

4.RDBMS與非RDBMS

RDBMS(Relationship Database Management System)

4.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(RDBMS)

4.1.1 實(shí)質(zhì)

• 關(guān)系型數(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(二維表格)。
• 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(gè)庫(database)。
• 表和表之間的數(shù)據(jù)記錄有關(guān)系(relationship)?，F(xiàn)實(shí)世界里的各種實(shí)體以及實(shí)體之間的各種關(guān)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)庫的交互語言。

4.1.2 優(yōu)勢

• 復(fù)雜查詢 可以用SQL語句方便的在一個(gè)表以及各個(gè)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DBMS)

4.2.1 介紹

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，可以看成關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的簡化版本，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(shí)，減少了很多不常用的功能，進(jìn)一步提高了性能。
目前主流的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是免費(fèi)的。

4.2.2 有那些非關(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，還有圖形數(shù)據(jù)庫。也只有NoSQL才能將這些數(shù)據(jù)庫都概括。
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，而且明顯優(yōu)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，確定是無法像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一樣使用條件過濾(比如WHERE)，如果不知道去哪里找數(shù)據(jù)，就會遍歷所有的鍵，消耗大量的CPU資源。
鍵值型數(shù)據(jù)庫典型的使用場景就是作為內(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
可以存放文檔，可以是xml格式，json格式。再數(shù)據(jù)庫中文檔作為處理信息的基本單位，一個(gè)文檔相當(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
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫雖然采用了索引提升了檢索效率，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(shí)候，才能保證性能最優(yōu)。核心原理是倒排索引。
典型產(chǎn)品：ES(Elasticsearch)，Solr，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。
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)在于能高效的解決復(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，如果使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫會非常復(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

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，成本更低的的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫當(dāng)然是更好的選擇，比如：排行榜，定時(shí)器等。

5.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)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(gè)數(shù)據(jù)庫中可以有多個(gè)表，每個(gè)表都有一個(gè)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中“類”的設(shè)計(jì)。

5.1 表，記錄，字段

• E-R(entity-relationship，實(shí)體-聯(lián)系)，模型中有三個(gè)主要概念是：實(shí)體集，屬性，聯(lián)系集。
• 一個(gè)實(shí)體集(Class)對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的一張表(Table)，一個(gè)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(gè)屬性(Attribute)對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫中的一列(Cloumn)，也成為一個(gè)字段(Field)。
• ORM思想(Object Relational Mapping)體現(xiàn)：數(shù)據(jù)庫中的一張表 <----> Java中一個(gè)類，表中的一條數(shù)據(jù) <----> 類的一個(gè)對象(實(shí)體)，
  表中的一個(gè)列 <----> 類中的一個(gè)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?，F(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體及實(shí)體之間的關(guān)系均用關(guān)系模型來表示。
• 四種，一對一關(guān)系，一對多關(guān)系，多對多關(guān)系，自我引用。

學(xué)習(xí)視頻是尚硅谷宋紅康老師主講的b站視頻，BV1iq4y1u7vj
只是為了記錄自己的學(xué)習(xí)歷程，且本人水平有限，不對之處，請指正。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-747977.html

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