1. 什么是數(shù)據(jù)庫

1.1 數(shù)據(jù)庫的定義

數(shù)據(jù)庫（Database）是一種按照數(shù)據(jù)結構來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System, DBMS），用戶可以方便地對數(shù)據(jù)進行創(chuàng)建、查詢、更新和刪除等操作。數(shù)據(jù)庫的主要目的是有效地存儲和管理數(shù)據(jù)，以便于多個用戶或應用程序能夠高效、安全地訪問和共享數(shù)據(jù)。
簡單的說就是一套給我們提供數(shù)據(jù)存儲的服務的網(wǎng)絡程序。

口頭上的數(shù)據(jù)庫一般指：在磁盤或者內(nèi)存中存儲特定結構的數(shù)據(jù) — 在磁盤上存儲的一套數(shù)據(jù)方案

數(shù)據(jù)庫的主要特征

1. 數(shù)據(jù)結構化：
   數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是以特定的結構組織的，例如表格形式（關系型數(shù)據(jù)庫）、文檔形式（NoSQL 數(shù)據(jù)庫）等。這種結構化的方式使得數(shù)據(jù)更容易管理和查詢。
2. 數(shù)據(jù)獨立性：
   數(shù)據(jù)獨立性是指數(shù)據(jù)的物理存儲與邏輯結構之間的分離。這意味著用戶可以不必關心數(shù)據(jù)是如何存儲的，只需關注如何使用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獨立性分為物理數(shù)據(jù)獨立性和邏輯數(shù)據(jù)獨立性。
3. 數(shù)據(jù)共享：
   多個用戶或應用程序可以同時訪問同一個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)作。
4. 數(shù)據(jù)控制：
   數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了多種機制來控制數(shù)據(jù)的訪問和操作，包括用戶權限管理、事務管理、備份和恢復等，確保數(shù)據(jù)的安全性和一致性。
5. 數(shù)據(jù)冗余減少：
   通過數(shù)據(jù)的集中管理和規(guī)范化設計，數(shù)據(jù)庫可以減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
6. 數(shù)據(jù)持久性：
   數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是持久化的，即使系統(tǒng)關閉或重啟，數(shù)據(jù)也不會丟失。

1.2 mysql 和 mysqld

• 客戶端 (mysql)
  定義：mysql 是一個命令行工具，用于連接到 MySQL 服務器并執(zhí)行 SQL 命令。它是用戶與 MySQL 服務器進行交互的主要方式。
  用途：用戶通過 mysql 客戶端發(fā)送 SQL 查詢、查看查詢結果、管理數(shù)據(jù)庫等。
  使用場景：當你需要手動執(zhí)行 SQL 語句、查看數(shù)據(jù)庫狀態(tài)、創(chuàng)建和刪除數(shù)據(jù)庫、表等操作時，通常會使用 mysql 客戶端。

• 服務器端 (mysqld)
  定義：mysqld 是 MySQL 的數(shù)據(jù)庫服務器進程。它是后臺運行的守護進程，負責處理來自客戶端的所有請求。
  用途：mysqld 負責管理數(shù)據(jù)文件、處理查詢、執(zhí)行事務、維護數(shù)據(jù)的一致性和完整性等。
  使用場景：通常情況下，mysqld 會在系統(tǒng)啟動時自動運行，并在后臺持續(xù)運行，等待客戶端的連接請求。

那MySQL數(shù)據(jù)庫是 mysql 還是 mysqld 呢？
我們使用的抖音也有客戶端和服務端，好比回答 抖音是客戶端還是服務端呢？抖音的客戶端和服務端一起工作保證正常使用抖音。

mysql本質(zhì)：基于C(mysql) S(mysqld)模式的一種網(wǎng)絡服務。

既然是一種網(wǎng)絡服務，那么會綁定端口號（啟動服務器需要使用端口號）

查詢端口號：netstat -lntp

1.3 文件和數(shù)據(jù)庫

存儲數(shù)據(jù)用文件就可以了，為什么還要弄個數(shù)據(jù)庫?

文件保存數(shù)據(jù)有以下幾個缺點：

• 文件的安全性問題
• 文件不利于數(shù)據(jù)查詢和管理
• 文件不利于存儲海量數(shù)據(jù)
• 文件在程序中控制不方便

一般的文件確實提供了數(shù)據(jù)的存儲功能，但文件沒有提供非常好的數(shù)據(jù)管理能力（用戶角度）

什么是數(shù)據(jù)管理能力？

比如，給你一個文件，里面包含一萬條手機號碼，請你找出180開頭的所有手機號。普通的文件能快出的找出嗎？程序員自己找嗎？

數(shù)據(jù)庫作用？

對數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲的一套解決方案，給數(shù)據(jù)庫服務端要求（找出所有180開有的手機號），數(shù)據(jù)庫服務端直接給出結果，不用程序員自己去找。

為了解決上述問題，專家們設計出更加利于管理數(shù)據(jù)的東西——數(shù)據(jù)庫，它能更有效的管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的水平是衡量一個程序員水平的重要指標。

2. 數(shù)據(jù)庫的分類

主流數(shù)據(jù)庫：

• SQL Sever： 微軟的產(chǎn)品，.Net程序員的最愛，中大型項目。
• Oracle： 甲骨文產(chǎn)品，適合大型項目，復雜的業(yè)務邏輯，并發(fā)一般來說不如MySQL。
• MySQL：世界上最受歡迎的數(shù)據(jù)庫，屬于甲骨文，并發(fā)性好，不適合做復雜的業(yè)務。主要用在電
  商，SNS，論壇。對簡單的SQL處理效果好。
• PostgreSQL :加州大學伯克利分校計算機系開發(fā)的關系型數(shù)據(jù)庫，不管是私用，商用，還是學術研
  究使用，可以免費使用，修改和分發(fā)。
• SQLite： 是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，是遵守ACID的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它包含在一個相對小的C庫
  中。它的設計目標是嵌入式的，而且目前已經(jīng)在很多嵌入式產(chǎn)品中使用了它，它占用資源非常的
  低，在嵌入式設備中，可能只需要幾百K的內(nèi)存就夠了。
• H2： 是一個用Java開發(fā)的嵌入式數(shù)據(jù)庫，它本身只是一個類庫，可以直接嵌入到應用項目中。

數(shù)據(jù)庫的類型

• 關系型數(shù)據(jù)庫（Relational Database）：
  關系型數(shù)據(jù)庫是最常見的數(shù)據(jù)庫類型，數(shù)據(jù)以表格的形式存儲，每個表由行和列組成。常用的 SQL 語言用于查詢和管理數(shù)據(jù)。典型的例子包括 MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server 和 PostgreSQL。
• 非關系型數(shù)據(jù)庫（NoSQL Database）：
  非關系型數(shù)據(jù)庫用于處理大規(guī)模、非結構化或半結構化數(shù)據(jù)。它們通常具有靈活的 schema 設計和水平擴展能力。常見的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫包括 MongoDB、Cassandra、Redis 和 DynamoDB。
• 對象關系型數(shù)據(jù)庫（Object-Relational Database）：
  對象關系型數(shù)據(jù)庫結合了關系型數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的特點，支持對象的封裝、繼承和多態(tài)等特性。例如，PostgreSQL 就支持對象關系型特性。
• 層次型數(shù)據(jù)庫（Hierarchical Database）：
• 層次型數(shù)據(jù)庫以樹狀結構組織數(shù)據(jù)，每個記錄有一個父記錄和多個子記錄。典型的例子包括 IBM 的 IMS 系統(tǒng)。
• 網(wǎng)絡型數(shù)據(jù)庫（Network Database）：
  網(wǎng)絡型數(shù)據(jù)庫允許每個記錄有多個父記錄和多個子記錄，形成更為復雜的網(wǎng)狀結構。典型的例子包括 IDMS（Integrated Data Management System）。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System, DBMS）是用于創(chuàng)建、管理、維護和操作數(shù)據(jù)庫的軟件。DBMS 提供了用戶與數(shù)據(jù)庫交互的接口，支持數(shù)據(jù)的定義、查詢、更新和管理。常見的 DBMS 包括：

• 關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）：如 MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL。
• 非關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（NoSQL DBMS）：如 MongoDB、Cassandra、Redis。
• 對象關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ORDBMS）：如 PostgreSQL。
• 層次型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：如 IBM IMS。
• 網(wǎng)絡型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：如 IDMS。

數(shù)據(jù)庫的應用

數(shù)據(jù)庫廣泛應用于各種領域，包括但不限于：

• 企業(yè)信息系統(tǒng)：管理客戶關系、供應鏈、庫存等。
• 電子商務：處理訂單、支付、物流等。
• 金融系統(tǒng)：管理賬戶、交易、風險管理等。
• 醫(yī)療保健：存儲患者記錄、醫(yī)療影像等。
• 社交媒體：管理用戶信息、動態(tài)、消息等。
• 物聯(lián)網(wǎng)：收集和分析傳感器數(shù)據(jù)。

3. 連接數(shù)據(jù)庫

3.1 數(shù)據(jù)庫的安裝

保姆級安裝教程

3.2 連接服務器（數(shù)據(jù)庫）

1. 命令：mysql -h 8.148.27.113 -P 3306 -u root -p

   說明：

   -h：登錄mysql的主機的地址

   -P：mysql在該主機的端口號

   -u：登錄mysql的用戶名稱

   -p：密碼（我的mysql沒有設置密碼，不需要輸入）

2. 如果沒有寫 -h 127.0.0.1 默認是連接本地，如果沒有寫 -P 3306 默認是連接3306端口號，
   在本地主機中有配置文件，可以直接去掉-h和-P

   命令：mysql -u root -P

3. 在mysql服務中退出mysql

   命令：quit

3.3 服務器 數(shù)據(jù)庫 表 三者的關系

• 所謂安裝數(shù)據(jù)庫服務器，只是在機器上安裝了一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)程序，這個管理程序可以管理多
  個數(shù)據(jù)庫，一般開發(fā)人員會針對每一個應用創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫。
• 為保存應用中實體的數(shù)據(jù)，一般會在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建多個表，以保存程序中實體的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)庫和表的關系如下：

表是數(shù)據(jù)邏輯存儲結構：行列式結構（二維）

4. 數(shù)據(jù)庫-表 和目錄-文件 的關系

使用mysql建立一個數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中建立一張表結構，插入一些數(shù)據(jù) ------ 對比一下mysql在linux中是如何表現(xiàn)的

1. 先查詢數(shù)據(jù)庫存儲在哪個目錄

   命令：vim /etc/my.cnf
   
   我的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫存儲在/var/lib/mysql 目錄中

2. 進入到該目錄
   命令：cd /var/lib/mysql
   查看數(shù)據(jù)庫文件，命令：ls
   
   標記的就是當前的數(shù)據(jù)庫

3. 進入mysql客戶端，在mysql中查詢數(shù)據(jù)庫

   命令：show databases;
   

4. 觀察
   同學們可以觀察到 Linux 中標記的目錄就是當前 mysql 的數(shù)據(jù)庫的名稱

5. 此時我在創(chuàng)建一個study_1 數(shù)據(jù)庫，然后再進入到 /var/lib/mysql 目錄并打開，可以看看發(fā)生了什么
   
   
   所以，我們在mysql中新建的數(shù)據(jù)庫其實就是在linux中新建一個目錄。

6. 我們打開這個數(shù)據(jù)庫的目錄
   

7. 在mysql的study_1數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個表后再次打開數(shù)據(jù)庫目錄
   在mysql的study_1數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個表test（不用管命令是什么意思，我們證明的是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是文件）

   （1）創(chuàng)建一個表格
   
   （2）再打開目錄后發(fā)現(xiàn)有新文件產(chǎn)生
   

8. 我們還可以查看文件的大小

   命令：ls -l study_1

   記住此時文件的大小（標記處是文件的大小）
   

9. 在表中插入數(shù)據(jù)
   

10. 再次查看文件的大小

    命令：ls -l study_1
    

我們發(fā)現(xiàn)，文件的大小沒有改變；但并不是沒有數(shù)據(jù)，而是mysql內(nèi)部的優(yōu)化造成的。其實，已經(jīng)把數(shù)據(jù)存入文件中了。

總結:

1. 建立數(shù)據(jù)庫，本質(zhì)是在linux中創(chuàng)建一個目錄

2. 在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建表，本質(zhì)是在linux中創(chuàng)建對應的文件。

這個工作時誰做的呢？

答：mysqld 做的。/var/lib/mysql 中的文件不需要我們來操作，mysqld 自己去操作。

5. MySQL 框架

MySQL 是一個可移植的數(shù)據(jù)庫，幾乎能在當前所有的操作系統(tǒng)上運行，如 Unix/Linux、Windows、
Mac 和 Solaris。各種系統(tǒng)在底層實現(xiàn)方面各有不同，但是 MySQL 基本上能保證在各個平臺上的物理體
系結構的一致性。

1. Client Connectors: 連接器層提供了多種語言的接口，例如 JDBC、ODBC、.NET、PHP、Python、Perl 和 C API，用于連接到 MySQL 服務器。應用程序可以通過這些接口發(fā)送查詢請求，并接收響應結果。

2. MySQL Server: MySQL 服務器是整個系統(tǒng)的中心，負責處理來自客戶端的各種請求。它由多個模塊組成，如下所示：

   • Services & utilities: 提供備份恢復、安全、復制和分區(qū)等功能的服務和實用工具。
   • SQL Interface: 解析和執(zhí)行 SQL 查詢的接口。
   • Connection Pool: 連接池管理、認證和安全性相關的功能。
   • Parser: 分詞器、語法分析器和語義分析器，用于解析 SQL 查詢。
   • Optimizer: 查詢優(yōu)化器，用于確定最佳查詢執(zhí)行計劃。
   • Caches: 包括全局緩存和引擎特定緩存，提高性能。

3. Pluggable Storage Engines: MySQL 支持可插拔式存儲引擎，每個引擎都有自己的特性。MyISAM 是一個非事務性引擎，適用于讀取密集型應用；InnoDB 則是一個事務性引擎，支持 ACID 事務和外鍵約束；Federated 引擎將多個 MySQL 實例鏈接在一起；Archive 引擎適合存儲大量數(shù)據(jù)而不需要頻繁更新的應用；Merge 引擎用于合并多個 MyISAM 表；Memory 引擎將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，速度非?？?#xff1b;Cluster 引擎用于分布式環(huán)境；Example 引擎是一個示例引擎，用于演示目的。

4. • File System: MySQL 使用底層文件系統(tǒng)（如 NTFS、ext4、SAN 或 NAS）來存儲數(shù)據(jù)和日志文件。
   • Logs and Files: MySQL 產(chǎn)生的各種日志文件，包括二進制日志（記錄所有更改）、錯誤日志、慢查詢?nèi)罩?、一般查詢?nèi)罩尽⒅刈鋈罩?、回滾日志以及數(shù)據(jù)和索引文件。

總這張圖清晰地展示了 MySQL 服務器如何處理客戶端請求，以及不同組件之間的交互關系。客戶端通過連接器發(fā)送 SQL 請求給 MySQL 服務器，服務器解析請求、優(yōu)化查詢、訪問存儲引擎并最終將結果返回給客戶端。同時，MySQL 也利用緩存、索引和日志機制來提升性能和可靠性。

6. SQL 分類

1. DDL【data definition language】 數(shù)據(jù)定義語言，用來維護存儲數(shù)據(jù)的結構
   代表指令: create, drop, alter

2. DML【data manipulation language】 數(shù)據(jù)操縱語言，用來對數(shù)據(jù)進行操作
   代表指令： insert，delete，update

3. DML中又單獨分了一個DQL，數(shù)據(jù)查詢語言，代表指令： select

4. DCL【Data Control Language】 數(shù)據(jù)控制語言，主要負責權限管理和事務
   代表指令： grant，revoke，commit

7. 儲存引擎

存儲引擎是：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如何存儲數(shù)據(jù)、如何為存儲的數(shù)據(jù)建立索引和如何更新、查詢數(shù)據(jù)等技術
的實現(xiàn)方法。

MySQL的核心就是插件式存儲引擎，支持多種存儲引擎。

查看存儲引擎：
show engines

在Linux中，設置默認存儲引擎
命令：vim /etc/my.cnf

我設置的默認存儲引擎。