MySQL——温故而知新（三）

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1、约束

1.1、唯一性约束（unique）

唯一约束修饰的字段具有唯一性，不能重复。但可以为NULL。
- 案例：给某一列添加unique
  
  create table t_user(
  id int,
  username varchar(255) unique // 列级约束
  );
  insert into t_user values(1,‘zhangsan’);
  insert into t_user values(2,‘zhangsan’);
  ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘zhangsan’ for key ‘username’
  
  insert into t_user(id) values(2);
  insert into t_user(id) values(3);
  insert into t_user(id) values(4);
- 案例：给两个列或者多个列添加unique
  drop table if exists t_user;
  create table t_user(
  id int,
  usercode varchar(255),
  username varchar(255),
  unique(usercode,username) // 多个字段联合起来添加1个约束unique 【表级约束】
  );
  
  insert into t_user values(1,‘111’,‘zs’);
  insert into t_user values(2,‘111’,‘ls’);
  insert into t_user values(3,‘222’,‘zs’);
  
  insert into t_user values(4,‘111’,‘zs’);
  ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘111-zs’ for key ‘usercode’
  
  create table t_user(
  id int,
  usercode varchar(255) unique,
  username varchar(255) unique
  );
  insert into t_user values(1,‘111’,‘zs’);
  insert into t_user values(2,‘111’,‘ls’);
  ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘111’ for key ‘usercode’
- 注意：not null约束只有列级约束。没有表级约束。

1.2、主键约束

怎么给一张表添加主键约束呢？
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key, // 列级约束
username varchar(255),
email varchar(255)
);
insert into t_user(id,username,email) values(1,‘zs’,‘[email protected]’);
insert into t_user(id,username,email) values(2,‘ls’,‘[email protected]’);
insert into t_user(id,username,email) values(3,‘ww’,‘[email protected]’);
select * from t_user;
±—±---------±-----------+
| id | username | email |
±—±---------±-----------+
| 1 | zs | [email protected] |
| 2 | ls | [email protected] |
| 3 | ww | [email protected] |
±—±---------±-----------+

insert into t_user(id,username,email) values(1,‘jack’,‘[email protected]’);
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘1’ for key ‘PRIMARY’

insert into t_user(username,email) values(‘jack’,‘[email protected]’);
ERROR 1364 (HY000): Field ‘id’ doesn’t have a default value

根据以上的测试得出：id是主键，因为添加了主键约束，主键字段中的数据不能为NULL，也不能重复。
主键的特点：不能为NULL，也不能重复。
主键相关的术语？
主键约束 : primary key
主键字段 : id字段添加primary key之后，id叫做主键字段
主键值 : id字段中的每一个值都是主键值。
- 主键有什么作用？
  - 表的设计三范式中有要求，第一范式就要求任何一张表都应该有主键。
  - 主键的作用：主键值是这行记录在这张表当中的唯一标识。（就像一个人的身份证号码一样。）
- 主键的分类？
  根据主键字段的字段数量来划分：
  单一主键（推荐的，常用的。）
  复合主键(多个字段联合起来添加一个主键约束)（复合主键不建议使用，因为复合主键违背三范式。）
  根据主键性质来划分：
  自然主键：主键值最好就是一个和业务没有任何关系的自然数。（这种方式是推荐的）
  业务主键：主键值和系统的业务挂钩，例如：拿着银行卡的卡号做主键，拿着身份证号码作为主键。（不推荐用）
  最好不要拿着和业务挂钩的字段作为主键。因为以后的业务一旦发生改变的时候，主键值可能也需要
  随着发生变化，但有的时候没有办法变化，因为变化可能会导致主键值重复。
- 一张表的主键约束只能有1个。（必须记住）
使用表级约束方式定义主键：
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255),
primary key(id)
);
insert into t_user(id,username) values(1,‘zs’);
insert into t_user(id,username) values(2,‘ls’);
insert into t_user(id,username) values(3,‘ws’);
insert into t_user(id,username) values(4,‘cs’);
select * from t_user;

insert into t_user(id,username) values(4,‘cx’);
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘4’ for key ‘PRIMARY’

以下内容是演示以下复合主键，不需要掌握：
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255),
password varchar(255),
primary key(id,username)
);
mysql提供主键值自增：（非常重要。）
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key auto_increment, // id字段自动维护一个自增的数字，从1开始，以1递增。
username varchar(255)
);
insert into t_user(username) values(‘a’);
insert into t_user(username) values(‘b’);
insert into t_user(username) values(‘c’);
insert into t_user(username) values(‘d’);
insert into t_user(username) values(‘e’);
insert into t_user(username) values(‘f’);mysql> select * from t_user;

	+----+----------+
	| id | username |
	+----+----------+
	|  1 | a        |
	|  2 | b        |
	|  3 | c        |
	|  4 | d        |
	|  5 | e        |
	|  6 | f        |
	+----+----------+

6 rows in set (0.00 sec)

提示:Oracle当中也提供了一个自增机制，叫做：序列（sequence）对象。

1.3、外键约束

*关于外键约束的相关术语：
外键约束: foreign key
外键字段：添加有外键约束的字段
外键值：外键字段中的每一个值。
*业务背景：
请设计数据库表，用来维护学生和班级的信息？
第一种方案：一张表存储所有数据
no(pk) name classno classname
-------------------------------------------------------------------------------------------
1 zs1 101 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三1班
2 zs2 101 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三1班
3 zs3 102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班
4 zs4 102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班
5 zs5 102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班
缺点：冗余。【不推荐】

第二种方案：两张表（班级表和学生表）
t_class 班级表
cno(pk) cname

101 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三1班
102 北京大兴区经济技术开发区亦庄二中高三2班

t_student 学生表

sno(pk)		sname				classno(该字段添加外键约束fk)

1 zs1 101
2 zs2 101
3 zs3 102
4 zs4 102
5 zs5 102

*将以上表的建表语句写出来：

t_student中的classno字段引用t_class表中的cno字段，此时t_student表叫做子表。t_class表叫做父表。

顺序要求：
	删除数据的时候，先删除子表，再删除父表。
	添加数据的时候，先添加父表，在添加子表。
	创建表的时候，先创建父表，再创建子表。
	删除表的时候，先删除子表，在删除父表。

	create table t_class(
		cno int,
		cname varchar(255),
		primary key(cno)
	);

	create table t_student(
		sno int,
		sname varchar(255),
		classno int,
		primary key(sno),
		foreign key(classno) references t_class(cno)//班号必须是班级表中的班级编号
	);

外键值可以为NULL？
外键可以为NULL。
外键字段引用其他表的某个字段的时候，被引用的字段必须是主键吗？
注意：被引用的字段不一定是主键，但至少具有unique约束。

2、存储引擎？（了解）

2.1、完整的建表语句

CREATE TABLE t_x (
id int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

注意：在MySQL当中，凡是标识符是可以使用飘号括起来的。最好别用，不通用。

建表的时候可以指定存储引擎，也可以指定字符集。

mysql默认使用的存储引擎是InnoDB方式。
默认采用的字符集是UTF8

2.2、什么是存储引擎呢？

存储引擎这个名字只有在mysql中存在。（Oracle中有对应的机制，但是不叫做存储引擎。Oracle中没有特殊的名字，
就是“表的存储方式”）

mysql支持很多存储引擎，每一个存储引擎都对应了一种不同的存储方式。
每一个存储引擎都有自己的优缺点，需要在合适的时机选择合适的存储引擎。

2.3、查看当前mysql支持的存储引擎？

show engines \G

mysql 5.5.36版本支持的存储引擎有9个：

		*************************** 1. row ***************************
				Engine: FEDERATED
			  Support: NO
			  Comment: Federated MySQL storage engine
		Transactions: NULL
					 XA: NULL
		  Savepoints: NULL
		*************************** 2. row ***************************
				Engine: MRG_MYISAM
			  Support: YES
			  Comment: Collection of identical MyISAM tables
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO
		*************************** 3. row ***************************
				Engine: MyISAM
			  Support: YES
			  Comment: MyISAM storage engine
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO
		*************************** 4. row ***************************
				Engine: BLACKHOLE
			  Support: YES
			  Comment: /dev/null storage engine (anything you write to it disappears)
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO
		*************************** 5. row ***************************
				Engine: CSV
			  Support: YES
			  Comment: CSV storage engine
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO
		*************************** 6. row ***************************
				Engine: MEMORY
			  Support: YES
			  Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO
		*************************** 7. row ***************************
				Engine: ARCHIVE
			  Support: YES
			  Comment: Archive storage engine
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO
		*************************** 8. row ***************************
				Engine: InnoDB
			  Support: DEFAULT
			  Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
		Transactions: YES
					 XA: YES
		  Savepoints: YES
		*************************** 9. row ***************************
				Engine: PERFORMANCE_SCHEMA
			  Support: YES
			  Comment: Performance Schema
		Transactions: NO
					 XA: NO
		  Savepoints: NO

2.4、常见的存储引擎？

						Engine: MyISAM
						  Support: YES
						  Comment: MyISAM storage engine
					Transactions: NO
								 XA: NO
					  Savepoints: NO
					
					MyISAM这种存储引擎不支持事务。
					MyISAM是mysql最常用的存储引擎，但是这种引擎不是默认的。
					MyISAM采用三个文件组织一张表：
						xxx.frm（存储格式的文件）
						xxx.MYD（存储表中数据的文件）
						xxx.MYI（存储表中索引的文件）
					优点：可被压缩，节省存储空间。并且可以转换为只读表，提高检索效率。
					缺点：不支持事务。

-----------------------------------------------------------------------------
					   Engine: InnoDB
					  Support: DEFAULT
					  Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
				Transactions: YES
							 XA: YES
				  Savepoints: YES
					
				优点：支持事务、行级锁、外键等。这种存储引擎数据的安全得到保障。
				
				表的结构存储在xxx.frm文件中
				数据存储在tablespace这样的表空间中（逻辑概念），无法被压缩，无法转换成只读。
				这种InnoDB存储引擎在MySQL数据库崩溃之后提供自动恢复机制。
				InnoDB支持级联删除和级联更新。
-----------------------------------------------------------------------------		
							Engine: MEMORY
						  Support: YES
						  Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
					Transactions: NO
								 XA: NO
					  Savepoints: NO
					
					缺点：不支持事务。数据容易丢失。因为所有数据和索引都是存储在内存当中的。
					优点：查询速度最快。
					以前叫做HEPA引擎。

3、事务（Transaction）

3.1、什么是事务？

一个事务是一个完整的业务逻辑单元，不可再分。

比如：银行账户转账，从A账户向B账户转账10000.需要执行两条update语句：
update t_act set balance = balance - 10000 where actno = ‘act-001’;
update t_act set balance = balance + 10000 where actno = ‘act-002’;

以上两条DML语句必须同时成功，或者同时失败，不允许出现一条成功，一条失败。

要想保证以上的两条DML语句同时成功或者同时失败，那么就需要使用数据库的“事务机制”。

3.2、和事务相关的语句只有：DML语句。（insert delete update）

为什么？因为它们这三个语句都是和数据库表当中的“数据”相关的。
事务的存在是为了保证数据的完整性，安全性。

3.3、假设所有的业务都能使用1条DML语句搞定，还需要事务机制吗？

不需要事务。
但实际情况不是这样的，通常一个“事儿（事务【业务】）”需要多条DML语句共同联合完成。

3.4、事务的特性？

事务包括四大特性：ACID
A: 原子性：事务是最小的工作单元，不可再分。
C: 一致性：事务必须保证多条DML语句同时成功或者同时失败。
I：隔离性：事务A与事务B之间具有隔离。
D：持久性：持久性说的是最终数据必须持久化到硬盘文件中，事务才算成功的结束。

3.5、关于事务之间的隔离性

事务隔离性存在隔离级别，理论上隔离级别包括4个：
第一级别：读未提交（read uncommitted）
对方事务还没有提交，我们当前事务可以读取到对方未提交的数据。
读未提交存在脏读（Dirty Read）现象：表示读到了脏的数据。
第二级别：读已提交（read committed）
对方事务提交之后的数据我方可以读取到。
这种隔离级别解决了: 脏读现象没有了。
读已提交存在的问题是：不可重复读。
第三级别：可重复读（repeatable read）
这种隔离级别解决了：不可重复读问题。
这种隔离级别存在的问题是：读取到的数据是幻象。
第四级别：序列化读/串行化读（serializable）
解决了所有问题。
效率低。需要事务排队。

oracle数据库默认的隔离级别是：读已提交。
mysql数据库默认的隔离级别是：可重复读。

3.6、演示事务

* mysql事务默认情况下是自动提交的。
	（什么是自动提交？只要执行任意一条DML语句则提交一次。）怎么关闭自动提交？start transaction;

* 准备表：
	drop table if exists t_user;
	create table t_user(
		id int primary key auto_increment,
		username varchar(255)
	);

	* 演示：mysql中的事务是支持自动提交的，只要执行一条DML，则提交一次。
		mysql> insert into t_user(username) values('zs');
		Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

		mysql> select * from t_user;
		+----+----------+
		| id | username |
		+----+----------+
		|  1 | zs       |
		+----+----------+
		1 row in set (0.00 sec)

		mysql> rollback;
		Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

		mysql> select * from t_user;
		+----+----------+
		| id | username |
		+----+----------+
		|  1 | zs       |
		+----+----------+
		1 row in set (0.00 sec)

即无法回滚。

* 演示：使用start transaction;关闭自动提交机制。
	mysql> start transaction;
	Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

	mysql> insert into t_user(username) values('lisi');
	Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;

			+----+----------+
			| id | username |
			+----+----------+
			|  1 | zs       |
			|  2 | lisi     |
			+----+----------+
			2 rows in set (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values(‘wangwu’);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;

		+----+----------+
		| id | username |
		+----+----------+
		|  1 | zs       |
		|  2 | lisi     |
		|  3 | wangwu   |
		+----+----------+
		3 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> select * from t_user;
Empty set (0.00 sec)

mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values(‘wangwu’);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values(‘rose’);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> insert into t_user(username) values(‘jack’);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
±—±---------+
| id | username |
±—±---------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
±—±---------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

mysql> select * from t_user;
±—±---------+
| id | username |
±—±---------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
±—±---------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from t_user;
±—±---------+
| id | username |
±—±---------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | rose |
| 6 | jack |
±—±---------+
4 rows in set (0.00 sec)

演示两个事务，假如隔离级别
演示第1级别：读未提交
set global transaction isolation level read uncommitted;
演示第2级别：读已提交
set global transaction isolation level read committed;
演示第3级别：可重复读
set global transaction isolation level repeatable read;

4、索引

4.1、什么是索引？有什么用？

索引就相当于一本书的目录，通过目录可以快速的找到对应的资源。
在数据库方面，查询一张表的时候有两种检索方式：
第一种方式：全表扫描
第二种方式：根据索引检索（效率很高）

索引为什么可以提高检索效率呢？
其实最根本的原理是缩小了扫描的范围。

索引虽然可以提高检索效率，但是不能随意的添加索引，因为索引也是数据库当中
的对象，也需要数据库不断的维护。是有维护成本的。比如，表中的数据经常被修改
这样就不适合添加索引，因为数据一旦修改，索引需要重新排序，进行维护。

添加索引是给某一个字段，或者说某些字段添加索引。

select ename,sal from emp where ename = ‘SMITH’;
当ename字段上没有添加索引的时候，以上sql语句会进行全表扫描，扫描ename字段中所有的值。
当ename字段上添加索引的时候，以上sql语句会根据索引扫描，快速定位。

4.2、怎么创建索引对象？怎么删除索引对象？

创建索引对象：
create index 索引名称 on 表名(字段名);
删除索引对象：
drop index 索引名称 on 表名;

4.3、什么时候考虑给字段添加索引？（满足什么条件）

* 数据量庞大。（根据客户的需求，根据线上的环境）
* 该字段很少的DML操作。（因为字段进行修改操作，索引也需要维护）
* 该字段经常出现在where子句中。（经常根据哪个字段查询）

4.4、注意：主键和具有unique约束的字段自动会添加索引。

根据主键查询效率较高。尽量根据主键检索。

4.5、查看sql语句的执行计划：

mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;

	+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
	| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
	+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
	|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
	+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+

给薪资sal字段添加索引：

create index emp_sal_index on emp(sal);

mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;

	+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
	| id | select_type | table | type | possible_keys | key           | key_len | ref   | rows | Extra       |
	+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
	|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | emp_sal_index | emp_sal_index | 9       | const |    1 | Using where |
	+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+

4.6、索引底层采用的数据结构是：B + Tree

4.7、索引的实现原理？

通过B Tree缩小扫描范围，底层索引进行了排序，分区，索引会携带数据在表中的“物理地址”，
最终通过索引检索到数据之后，获取到关联的物理地址，通过物理地址定位表中的数据，效率
是最高的。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-X9jdcdA8-1612189181777)(D:\开发\MySQL\索引实现原理.jpg)]

select ename from emp where ename = ‘SMITH’;
通过索引转换为：
select ename from emp where 物理地址 = 0x3;

4.8、索引的分类？

单一索引：给单个字段添加索引
复合索引: 给多个字段联合起来添加1个索引
主键索引：主键上会自动添加索引
唯一索引：有unique约束的字段上会自动添加索引
…

4.9、索引什么时候失效？

select ename from emp where ename like ‘%A%’;
模糊查询的时候，第一个通配符使用的是%，这个时候索引是失效的。

5、视图(view)

5.1、什么是视图？

站在不同的角度去看到数据。（同一张表的数据，通过不同的角度去看待）。

5.2、怎么创建视图？怎么删除视图？

create view myview as select empno,ename from emp;
drop view myview;

注意：只有DQL语句才能以视图对象的方式创建出来。

5.3、对视图进行增删改查，会影响到原表数据。

（通过视图影响原表数据的，不是直接操作的原表）

可以对视图进行CRUD操作。

5.4、面向视图操作？

mysql> select * from myview;
±------±-------+
| empno | ename |
±------±-------+
| 7369 | SMITH |
| 7499 | ALLEN |
| 7521 | WARD |
| 7566 | JONES |
| 7654 | MARTIN |
| 7698 | BLAKE |
| 7782 | CLARK |
| 7788 | SCOTT |
| 7839 | KING |
| 7844 | TURNER |
| 7876 | ADAMS |
| 7900 | JAMES |
| 7902 | FORD |
| 7934 | MILLER |
±------±-------+

create table emp_bak as select * from emp;
create view myview1 as select empno,ename,sal from emp_bak;
update myview1 set ename=‘hehe’,sal=1 where empno = 7369; // 通过视图修改原表数据。
delete from myview1 where empno = 7369; // 通过视图删除原表数据。

5.5、视图的作用？

视图可以隐藏表的实现细节。保密级别较高的系统，数据库只对外提供相关的视图，java程序员
只对视图对象进行CRUD。

6、DBA命令

6.1、将数据库当中的数据导出

在windows的dos命令窗口中执行：（导出整个库）
mysqldump bjpowernode>D:\bjpowernode.sql -uroot -p333

在windows的dos命令窗口中执行：（导出指定数据库当中的指定表）
mysqldump bjpowernode emp>D:\bjpowernode.sql -uroot –p123

6.2、导入数据

create database bjpowernode;
use bjpowernode;
source D:\bjpowernode.sql

7、数据库设计三范式（重点内容，面试经常问）

7.1、什么是设计范式？

设计表的依据。按照这个三范式设计的表不会出现数据冗余。

7.2、三范式都是哪些？

第一范式：任何一张表都应该有主键，并且每一个字段原子性不可再分。

关于第一范式，每一行必须唯一，也就是每个表必须有主键，这是我们数据库设计的最基本要求，主要通常采用数值型或定长字符串表示，关于列不可再分，应该根据具体的情况来决定。如联系方式，为了开发上的便利行可能就采用一个字段了。

第二范式：建立在第一范式的基础之上，所有非主键字段完全依赖主键，不能产生部分依赖。
多对多？三张表，关系表两个外键。
t_student学生表
sno(pk) sname

1 张三
2 李四
3 王五

t_teacher 讲师表

	tno(pk)		tname

1 王老师
2 张老师
3 李老师

t_student_teacher_relation 学生讲师关系表

	id(pk)		sno(fk)		tno(fk)

1 1 3
2 1 1
3 2 2
4 2 3
5 3 1
6 3 3

第三范式：建立在第二范式的基础之上，所有非主键字段直接依赖主键，不能产生传递依赖。
一对多？两张表，多的表加外键。
班级t_class
cno(pk) cname

1 班级1
2 班级2

学生t_student
sno(pk) sname classno(fk)

101 张1 1
102 张2 1
103 张3 2
104 张4 2
105 张5 2

提醒：在实际的开发中，以满足客户的需求为主，有的时候会拿冗余换执行速度。

7.3、一对一怎么设计？

一对一设计有两种方案：主键共享
t_user_login 用户登录表
id(pk) username password

1 zs 123
2 ls 456

t_user_detail 用户详细信息表

	id(pk+fk)	realname			tel			....

1 张三 1111111111
2 李四 1111415621

一对一设计有两种方案：外键唯一。
t_user_login 用户登录表

	id(pk)		username			password

1 zs 123
2 ls 456

t_user_detail 用户详细信息表

	id(pk)	   realname			tel				userid(fk+unique)....

1 张三 1111111111 2
张1 1
102 张2 1
103 张3 2
104 张4 2
105 张5 2

提醒：在实际的开发中，以满足客户的需求为主，有的时候会拿冗余换执行速度。