MySQL知识点整理（学习资料）

MySQL知识点整理

• 主键与外键
• 数据库事务特性
• drop/delete/truncate
• 索引的工作原理及其种类
• 局部性原理与磁盘预读
• 连接的种类
• 数据库范式
• 事务的孤立级别
• 乐观锁与悲观锁
• 数据库备份机制

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主键与外键

主键

数据库表中对储存数据对象予以唯一和完整标识的数据列或属性的组合。一个数据列只能有一个主键，且主键的取值不能缺失，即不能为空值（Null）。

外键

在一个表中存在的另一个表的主键称此表的外键。

数据库事务特性

数据库事务正确执行的四个基本要素。

ACID：原子性(Atomicity)、一致性(Correspondence)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。

原子性

整个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。

一致性

在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性约束没有被破坏。

隔离性

隔离状态执行事务，使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。如果有两个事务，运行在相同的时间内，执行相同的功能，事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统。这种属性有时称为串行化，为了防止事务操作间的混淆，必须串行化或序列化请求，使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。

持久性

在事务完成以后，该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。

drop/delete/truncate

1 DELETE语句执行删除的过程是每次从表中删除一行记录，同时将该行的删除操作作为事务记录在日志中保存以便进行进行回滚操作。TRUNCATE则一次性从表中删除所有的数据并不把单独的删除操作记录记入日志保存，删除行是不能恢复的。并且在删除的过程中不会激活与表有关的删除触发器。执行速度快。

2 表和索引所占空间。当表被TRUNCATE 后，这个表和索引所占用的空间会恢复到初始大小，而DELETE操作不会减少表或索引所占用的空间。drop语句将表所占用的空间全释放掉。

3 一般而言，drop > truncate > delete

4 TRUNCATE 和DELETE只删除数据，而DROP则删除整个表（结构和数据）。

5 在没有备份情况下，谨慎使用drop与truncate。要删除部分数据行采用delete且注意结合where来约束影响范围。回滚段要足够大。要删除表用drop；若想保留表而将表中数据删除，如果于事务无关，用truncate即可实现。如果和事务有关，用delete。

6 Truncate速度快，而且效率高，因为：
TRUNCATE比DELETE速度快，且使用的系统和事务日志资源少。DELETE 语句每次删除一行，并在事务日志中为所删除的每行记录一项。TRUNCATE通过释放存储表数据所用的数据页来删除数据，并且只在事务日志中记录页的释放。

7 TRUNCATE删除表中的所有行，但表结构及其列、约束、索引等保持不变。新行标识所用的计数值重置为该列的种子。如果想保留标识计数值，请改用 DELETE。如果要删除表定义及其数据，请使用DROP语句。

8 对于由FOREIGN KEY约束引用的表，不能使用TRUNCATE，而应使用不带 WHERE子句的 DELETE 语句。由于TRUNCATE TABLE不记录在日志中，所以它不能激活触发器。

索引的工作原理及其种类

数据库索引

数据库管理系统中一个排序的数据结构，以协助快速查询、更新数据库表中数据。索引的实现通常使用B树及其变种B+树。

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找算法。这种数据结构，就是索引。

为表设置索引要付出代价的：一是增加了数据库的存储空间，二是在插入和修改数据时要花费较多的时间（因为索引也要随之变动）。

提高系统的性能

第一

通过创建唯一性索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。

第二

可以大大加快数据的检索速度，这也是创建索引的最主要的原因。

第三

可以加速表和表之间的连接，特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。

不利的方面

第一

创建索引和维护索引要耗费时间，这种时间随着数据量的增加而增加。

第二

索引需要占物理空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物理空间，如果要建立聚簇索引，那么需要的空间就会更大。

第三

当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态的维护，这样就降低了数据的维护速度。

应该创建索引的位置

在经常需要搜索的列上，可以加快搜索的速度；

在作为主键的列上，强制该列的唯一性和组织表中数据的排列结构；

在经常用在连接的列上，这些列主要是一些外键，可以加快连接的速度；

在经常需要排序的列上创建索引，因为索引已经排序，这样查询可以利用索引的排序，加快排序查询时间；

在经常使用在WHERE子句中的列上面创建索引，加快条件的判断速度。

不应创建索引的位置

第一

对于那些在查询中很少使用或者参考的列不应该创建索引。这是因为，既然这些列很少使用到，因此有索引或者无索引，并不能提高查询速度。相反，由于增加了索引，反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。

第二

对于那些只有很少数据值的列也不应该增加索引。这是因为，由于这些列的取值很少，例如人事表的性别列，在查询的结果中，结果集的数据行占了表中数据行的很大比例，即需要在表中搜索的数据行的比例很大。增加索引，并不能明显加快检索速度。

第三

对于那些定义为text, image和bit数据类型的列不应该增加索引。这是因为，这些列的数据量要么相当大，要么取值很少。

第四

当修改性能远远大于检索性能时，不应该创建索引。修改性能和检索性能是互相矛盾的。当增加索引时，会提高检索性能，但是会降低修改性能。当减少索引时，会提高修改性能，降低检索性能。

三种索引

唯一索引、主键索引和聚集索引。

唯一索引

唯一索引是不允许其中任何两行具有相同索引值的索引。

主键索引

在数据库关系图中为表定义主键将自动创建主键索引，主键索引是唯一索引的特定类型。该索引要求主键中的每个值都唯一。

聚集索引

聚集索引在聚集索引中，表中行的物理顺序与键值的逻辑（索引）顺序相同。一个表只能包含一个聚集索引。与非聚集索引相比，聚集索引通常提供更快的数据访问速度。

局部性原理与磁盘预读

由于存储介质的特性，磁盘本身存取就比主存慢很多，再加上机械运动耗费，磁盘的存取速度往往是主存的几百分分之一，因此为了提高效率，要尽量减少磁盘I/O。为了达到这个目的，磁盘往往不是严格按需读取，而是每次都会预读，顺序向后读取一定长度的数据放入内存。

这样做的理论依据是计算机科学中著名的局部性原理：当一个数据被用到时，其附近的数据也通常会马上被使用。程序运行期间所需要的数据通常比较集中。

由于磁盘顺序读取的效率很高（不需要寻道时间，只需很少的旋转时间），因此对于具有局部性的程序来说，预读可以提高I/O效率。

预读的长度一般为页（page）的整倍数。页是计算机管理存储器的逻辑块，硬件及操作系统往往将主存和磁盘存储区分割为连续的大小相等的块，每个存储块称为一页（在许多操作系统中，页得大小通常为4k），主存和磁盘以页为单位交换数据。当程序要读取的数据不在主存中时，会触发一个缺页异常，此时系统会向磁盘发出读盘信号，磁盘会找到数据的起始位置并向后连续读取一页或几页载入内存中，然后异常返回，程序继续运行。

连接的种类

外连接

左连接：left join 或 left outer join
左向外联接的结果集包括左表的所有行，而不仅仅是联接列所匹配的行。如果左表的某行在右表中没有匹配行，则在相关联的结果集行中右表的所有选择列表列均为空值(null)。

右连接：right join 或 right outer join
右向外联接是左向外联接的反向联接。将返回右表的所有行。如果右表的某行在左表中没有匹配行，则将为左表返回空值。

内连接

内联接是用比较运算符比较要联接列的值的联接
内连接：join 或 inner join

交叉连接(完全)

没有 WHERE 子句的交叉联接将产生联接所涉及的表的笛卡尔积。第一个表的行数乘以第二个表的行数等于笛卡尔积结果集的大小。（A和B交叉连接产生n*m条记录）
交叉连接：cross join (不带条件where…)

数据库范式

第一范式（1NF）

在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。
所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。简而言之，第一范式就是无重复的列。

第二范式（2NF）

满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。
第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性。
简而言之，第二范式就是非主属性非部分依赖于主关键字。

第三范式（3NF）

满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。
简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。（我的理解是消除冗余）

事务的孤立级别

serializable

序列化：只有事务提交后，用户才能从数据库看数据变化。

repeatable read

可重读：在当前事务执行的过程中用户看不到事务的过程。

幻读

read commited

提交后读：用户可以看到其他事务添加的新事务。

不可重复读

read uncommitted

未提交读：一个事务读取另一个事务未提交的数据。

脏读

乐观锁与悲观锁

乐观锁

只有在提交事务的时候检查是否有其他事务进行修改，若有，则事务回滚。

悲观锁

当一个事务使用了锁机制，只有当该事务释放锁时，其他事务才能执行与该事务冲突的操作。

数据库备份机制

Mysqldump

是采用SQL级别的备份机制，它将数据表导成 SQL 脚本文件，在不同的 MySQL 版本之间升级时相对比较合适，这也是最常用的备份方法。

Mysqlbinlog

MySQL的二进制日志可以说是MySQL最重要的日志了，它记录了所有的DDL和DML(除了数据查询语句)语句，以事件形式记录，还包含语句所执行的消耗的时间，MySQL的二进制日志是事务安全型的。