数据库（mysql）关键知识

Mysql是目前互联网使用最广的关系数据库，关系数据库的本质是将问题分解为多个分类然后通过关系来查询。 一个经典的问题是用户借书，三张表，一个用户，一个书，一个借书的关系表。当需要查询某个用户借书情况或者是书被那些人借了，就用关系查询来实现。

关系数据库范式

来自英文Normal form，简称NF。要想设计—个好的关系，必须使关系满足一定的约束条件，满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发生插入(insert)、删除(delete)和更新(update) *** 作异常。总共有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、 第三范式 （3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、 第四范式 (4NF）和 第五范式 （5NF，又称完美范式）。

1NF是指数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项。2NF必须满足1NF，要求数据库表中的每行记录必须可以被唯一地区分。3NF在2NF基础上，任何非主 属性 不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）。BCNF是在3NF基础上，任何非主属性不能对主键子集依赖（在3NF基础上消除对主码子集的依赖）， 满足BCNF不再会有任何由于函数依赖导致的异常，但是我们还可能会遇到由于多值依赖导致的异常。4NF的定义很简单：已经是BC范式，并且不包含多值依赖关系。5NF处理的是无损连接问题，这个范式基本没有实际意义，因为无损连接很少出现，而且难以察觉。而域键范式试图定义一个终极范式，该范式考虑所有的依赖和约束类型，但是实用价值也是最小的，只存在理论研究中。

Catalog和Schema

是数据库对象命名空间中的层次，主要用来解决命名冲突的问题。从概念上说，一个数据库系统包含多个Catalog，每个Catalog又包含多个Schema，而每个Schema又包含多个数据库对象（表、视图、字段等）。但是Mysql的数据库名就是Schema，不支持Catalog。

Mysql的数据库引擎主要有两种MyISAM和InnoDB，MyISAM支持全文检索，InnoDB支持事务。

SQL中的通配符‘%’代表任意字符出现任意次数。‘_’代表任意字符出现一次。SQL与正则表达式结合查询一般用在WHERE table_name REGEXP '^12.34'。子查询是从里到外执行。

数据库联结（join）涉及到外键，外键是指一个表的列是另一个表的主键，那么它就是外键。笛卡尔积联结（不指定联结条件时）生成的记录条目是单纯的第一个表的行乘以第二个表的列数。用得最多的是等值联结也叫内部联结。

高级联结还有自连接，是指查询中的两张表是同一张表，它通常作为外部语句用来代替从相同表中检索数据时使用的子查询。自然联结使每个列只返回一次。外部联结是指联结包含了那些在相关表中没有关联行的行。例如列出所有产品及其订购数量，包括没有人订购的产品。LEFT OUTER JOIN指选择左边表的所有行。

组合查询是指采用UNION等将两个查询结果取并集。

视图是查看存储在别处的数据的一种工具，它本身并不包含数据，因此表的数据修改了，视图返回的数据也将随之修改，因此如果使用了复杂或嵌套视图会对性能有较大的影响。视图的作用之一是隐藏复杂的SQL通常会涉及到联结查询。

存储过程类似于批处理，包含了一条或多条SQL语句。语法：

CREATE PROCEDURE name（）

BEGIN

SQL

END

-------------------------

CALL name（）//来调用存储过程

游标有DECLARE定义，游标与存储过程是绑定的，存储过程处理完成，游标就会消失。游标被打开后可以使用FETCH语句访问每一行。

触发器是在某个时间发生时自动执行某条SQL语句。语法：

CREATE TRIGGER name AFTER INSERT ON talbe_name FOR EACH ROW

事务处理可以维护数据库的完整性，保证批量的 *** 作要么完全执行，要么完全不执行。包括事务、回退、提交、保留点几个关键术语。ROLLBACK只能在一个事务处理内使用。他不能回退CREATE和DROP *** 作。使用COMMIT保证事务提交。复杂的事务处理需要部分提交或回退，因此我们需要使用保留点SAVEPOINT。可以使用ROLLBACK TO savepoint_name。保留点越多越好。保留点在事务执行完成后自动释放。

只要字段值还可以继续拆分，就不满足第一范式。

范式设计得越详细，对某些实际 *** 作可能会更好，但并非都有好处，需要对项目的实际情况进行设定。

在满足第一范式的前提下，其他列都必须完全依赖于主键列。 如果出现不完全依赖，只可能发生在联合主键的情况下：

实际上，在这张订单表中，product_name 只依赖于 product_id ，customer_name 只依赖于 customer_id。也就是说，product_name 和 customer_id 是没用关系的，customer_name 和 product_id 也是没有关系的。

这就不满足第二范式：其他列都必须完全依赖于主键列！

拆分之后，myorder 表中的 product_id 和 customer_id 完全依赖于 order_id 主键，而 product 和 customer 表中的其他字段又完全依赖于主键。满足了第二范式的设计！

在满足第二范式的前提下，除了主键列之外，其他列之间不能有传递依赖关系。

表中的 customer_phone 有可能依赖于 order_id 、 customer_id 两列，也就不满足了第三范式的设计：其他列之间不能有传递依赖关系。

修改后就不存在其他列之间的传递依赖关系，其他列都只依赖于主键列，满足了第三范式的设计！

查询每门课的平均成绩。

查询 score 表中至少有 2 名学生选修，并以 3 开头的课程的平均分数。

分析表发现，至少有 2 名学生选修的课程是 3-105 、3-245 、6-166 ，以 3 开头的课程是 3-105 、3-245。也就是说，我们要查询所有 3-105 和 3-245 的 degree 平均分。

查询所有学生的 name，以及该学生在 score 表中对应的 c_no 和 degree 。

通过分析可以发现，只要把 score 表中的 s_no 字段值替换成 student 表中对应的 name 字段值就可以了，如何做呢？

查询所有学生的 no 、课程名称 ( course 表中的 name ) 和成绩 ( score 表中的 degree ) 列。

只有 score 关联学生的 no ，因此只要查询 score 表，就能找出所有和学生相关的 no 和 degree ：

然后查询 course 表：

只要把 score 表中的 c_no 替换成 course 表中对应的 name 字段值就可以了。

查询所有学生的 name 、课程名 ( course 表中的 name ) 和 degree 。

只有 score 表中关联学生的学号和课堂号，我们只要围绕着 score 这张表查询就好了。

只要把 s_no 和 c_no 替换成 student 和 srouse 表中对应的 name 字段值就好了。

首先把 s_no 替换成 student 表中的 name 字段：

再把 c_no 替换成 course 表中的 name 字段：

查询 95031 班学生每门课程的平均成绩。

在 score 表中根据 student 表的学生编号筛选出学生的课堂号和成绩：

这时只要将 c_no 分组一下就能得出 95031 班学生每门课的平均成绩：

查询在 3-105 课程中，所有成绩高于 109 号同学的记录。

首先筛选出课堂号为 3-105 ，在找出所有成绩高于 109 号同学的的行。

查询所有成绩高于 109 号同学的 3-105 课程成绩记录。

查询所有和 101 、108 号学生同年出生的 no 、name 、birthday 列。

查询 '张旭' 教师任课的学生成绩表。

首先找到教师编号：

通过 sourse 表找到该教师课程号：

通过筛选出的课程号查询成绩表：

查询某选修课程多于5个同学的教师姓名。

首先在 teacher 表中，根据 no 字段来判断该教师的同一门课程是否有至少5名学员选修：

查看和教师编号有有关的表的信息：

我们已经找到和教师编号有关的字段就在 course 表中，但是还无法知道哪门课程至少有5名学生选修，所以还需要根据 score 表来查询：

根据筛选出来的课程号，找出在某课程中，拥有至少5名学员的教师编号：

在 teacher 表中，根据筛选出来的教师编号找到教师姓名：

查询 “计算机系” 课程的成绩表。

思路是，先找出 course 表中所有 计算机系 课程的编号，然后根据这个编号查询 score 表。

查询 计算机系 与 电子工程系 中的不同职称的教师。

查询课程 3-105 且成绩 至少 高于 3-245 的 score 表。

查询课程 3-105 且成绩高于 3-245 的 score 表。

查询某课程成绩比该课程平均成绩低的 score 表。

查询所有任课 ( 在 course 表里有课程 ) 教师的 name 和 department 。

查询 student 表中至少有 2 名男生的 class 。

查询 student 表中不姓 "王" 的同学记录。

查询 student 表中每个学生的姓名和年龄。

查询 student 表中最大和最小的 birthday 值。

以 class 和 birthday 从大到小的顺序查询 student 表。

查询 "男" 教师及其所上的课程。

查询最高分同学的 score 表。

查询和 "李军" 同性别的所有同学 name 。

查询和 "李军" 同性别且同班的同学 name 。

查询所有选修 "计算机导论" 课程的 "男" 同学成绩表。

需要的 "计算机导论" 和性别为 "男" 的编号可以在 course 和 student 表中找到。

建立一个 grade 表代表学生的成绩等级，并插入数据：

查询所有学生的 s_no 、c_no 和 grade 列。

思路是，使用区间 ( BETWEEN ) 查询，判断学生的成绩 ( degree ) 在 grade 表的 low 和 upp 之间。

准备用于测试连接查询的数据：

分析两张表发现，person 表并没有为 cardId 字段设置一个在 card 表中对应的 id 外键。如果设置了的话，person 中 cardId 字段值为 6 的行就插不进去，因为该 cardId 值在 card 表中并没有。

要查询这两张表中有关系的数据，可以使用 INNER JOIN ( 内连接 ) 将它们连接在一起。

完整显示左边的表 ( person ) ，右边的表如果符合条件就显示，不符合则补 NULL 。

完整显示右边的表 ( card ) ，左边的表如果符合条件就显示，不符合则补 NULL 。

完整显示两张表的全部数据。

在 MySQL 中，事务其实是一个最小的不可分割的工作单元。事务能够 保证一个业务的完整性 。

比如我们的银行转账：

在实际项目中，假设只有一条 SQL 语句执行成功，而另外一条执行失败了，就会出现数据前后不一致。

因此，在执行多条有关联 SQL 语句时， 事务 可能会要求这些 SQL 语句要么同时执行成功，要么就都执行失败。

在 MySQL 中，事务的 自动提交 状态默认是开启的。

自动提交的作用 ：当我们执行一条 SQL 语句的时候，其产生的效果就会立即体现出来，且不能 回滚 。

什么是回滚？举个例子：

可以看到，在执行插入语句后数据立刻生效，原因是 MySQL 中的事务自动将它 提交 到了数据库中。那么所谓 回滚 的意思就是，撤销执行过的所有 SQL 语句，使其回滚到 最后一次提交 数据时的状态。

在 MySQL 中使用 ROLLBACK 执行回滚：

由于所有执行过的 SQL 语句都已经被提交过了，所以数据并没有发生回滚。那如何让数据可以发生回滚？

将自动提交关闭后，测试数据回滚：

那如何将虚拟的数据真正提交到数据库中？使用 COMMIT :

事务的实际应用 ，让我们再回到银行转账项目：

这时假设在转账时发生了意外，就可以使用 ROLLBACK 回滚到最后一次提交的状态：

这时我们又回到了发生意外之前的状态，也就是说，事务给我们提供了一个可以反悔的机会。假设数据没有发生意外，这时可以手动将数据真正提交到数据表中：COMMIT 。

事务的默认提交被开启 ( @@AUTOCOMMIT = 1 ) 后，此时就不能使用事务回滚了。但是我们还可以手动开启一个事务处理事件，使其可以发生回滚：

仍然使用 COMMIT 提交数据，提交后无法再发生本次事务的回滚。

事务的四大特征：

事务的隔离性可分为四种 ( 性能从低到高 ) ：

查看当前数据库的默认隔离级别：

修改隔离级别：

测试 READ UNCOMMITTED ( 读取未提交 ) 的隔离性：

由于小明的转账是在新开启的事务上进行 *** 作的，而该 *** 作的结果是可以被其他事务（另一方的淘宝店）看见的，因此淘宝店的查询结果是正确的，淘宝店确认到账。但就在这时，如果小明在它所处的事务上又执行了 ROLLBACK 命令，会发生什么？

这就是所谓的 脏读 ，一个事务读取到另外一个事务还未提交的数据。这在实际开发中是不允许出现的。

把隔离级别设置为 READ COMMITTED ：

这样，再有新的事务连接进来时，它们就只能查询到已经提交过的事务数据了。但是对于当前事务来说，它们看到的还是未提交的数据，例如：

但是这样还有问题，那就是假设一个事务在 *** 作数据时，其他事务干扰了这个事务的数据。例如：

虽然 READ COMMITTED 让我们只能读取到其他事务已经提交的数据，但还是会出现问题，就是 在读取同一个表的数据时，可能会发生前后不一致的情况。* 这被称为* 不可重复读现象 ( READ COMMITTED ) 。

将隔离级别设置为 REPEATABLE READ ( 可被重复读取 ) :

测试 REPEATABLE READ ，假设在两个不同的连接上分别执行 START TRANSACTION :

当前事务开启后，没提交之前，查询不到，提交后可以被查询到。但是，在提交之前其他事务被开启了，那么在这条事务线上，就不会查询到当前有 *** 作事务的连接。相当于开辟出一条单独的线程。

无论小张是否执行过 COMMIT ，在小王这边，都不会查询到小张的事务记录，而是只会查询到自己所处事务的记录：

这是 因为小王在此之前开启了一个新的事务 ( START TRANSACTION ) * ，那么* 在他的这条新事务的线上，跟其他事务是没有联系的 ，也就是说，此时如果其他事务正在 *** 作数据，它是不知道的。

然而事实是，在真实的数据表中，小张已经插入了一条数据。但是小王此时并不知道，也插入了同一条数据，会发生什么呢？

报错了， *** 作被告知已存在主键为 6 的字段。这种现象也被称为 幻读，一个事务提交的数据，不能被其他事务读取到 。

顾名思义，就是所有事务的 写入 *** 作 全都是串行化的。什么意思？把隔离级别修改成 SERIALIZABLE :

还是拿小张和小王来举例：

此时会发生什么呢？由于现在的隔离级别是 SERIALIZABLE ( 串行化 ) ，串行化的意思就是：假设把所有的事务都放在一个串行的队列中，那么所有的事务都会按照 固定顺序执行 ，执行完一个事务后再继续执行下一个事务的 写入 *** 作 ( 这意味着队列中同时只能执行一个事务的写入 *** 作 ) 。

根据这个解释，小王在插入数据时，会出现等待状态，直到小张执行 COMMIT 结束它所处的事务，或者出现等待超时。

转载： https://github.com/baa-god/sql_node/blob/master/mysql/

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