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。

 

一、配置：

环境：

CentOS7 

VMware

笔者配置了四台虚拟机：

K8S-Master节点: 3GB内存   2核CPU   20GB硬盘空间

K8S-node1节点:  2GB内存   2核CPU   30GB硬盘空间

K8S-node2节点:  2GB内存   2核CPU   30GB硬盘空间

镜像仓库节点:      2GB内存   2核CPU   50GB硬盘空间

二、节点规划：

使用三台虚拟机搭建K8S集群，使用一台虚拟机搭建镜像仓库。

每台虚拟机配置两块网卡，其中一块为“NAT模式”，用于拉取镜像等功能。

另外一块网卡为“仅主机模式”，用于集群节点间的通信。归划如下：

K8s-master节点:

仅主机模式：10.10.10.200

NAT模式：  192.168.200.130

K8S-node1节点:

仅主机模式：10.10.10.201

NAT模式：  192.168.200.131

K8S-node2节点:

仅主机模式：10.10.10.202

NAT模式：  192.168.200.132

镜像仓库节点:

仅主机模式：10.10.10.101

NAT模式：  192.168.200.150

三、版本信息

Linux内核版本：

Linux version 3.10.0-862.el7.x86_64 (builder@kbuilder.dev.centos.org)

(gcc version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28) (GCC) )

 #1 SMP Fri Apr 20 16:44:24 UTC 2018

K8s集群版本为1.15.0版本：

四、基于StatefulSet与PV/PVC的MySql持久化存储实验

1. 在每个节点安装nfs服务

在“镜像仓库”节点，执行以下命令：

yum install -y nfs-common nfs-utils rpcbind

在k8s集群，执行以下命令：

yum install -y nfs-utils rpcbind

2. 在“镜像仓库”节点下，配置nfs服务器

mkdir /nfs_mysql

Chmod 777 /nfs_mysql/

(在测试环境中，为了不考虑用户属性，暂时赋予777权限，但在生产环境不推荐这样做)

Chown nfsnobody /nfs_mysql/

echo “/nfs_mysql *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)” >>/etc/exports

cat /etc/exports

/nfs_mysql *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)

systemctl start rpcbind

systemctl start nfs

3. 测试nfs服务是否可用

mkdir /test

showmount -e 10.10.10.101

可见/nfs_mysql *已暴露于共享目录，接下来测试挂载是否可用：

在master节点下执行：

mount -t nfs 10.10.10.101:/nfs_mysql /test/

echo "hello-world">>/test/1.txt

在镜像仓库节点下查看1.txt是否存在，若存在则挂载成功：

可见nfs服务可以正常使用，接下来删除test目录和1.txt

在镜像仓库下：

[root@hub nfs_mysql]# rm -f 1.txt

在Master节点下:

[root@k8s-master ~]# umount /test/

[root@k8s-master ~]# rm -rf /test/

同理,依照以上步骤同时创建：（提供多个mysql副本进行挂载）

nfs_mysql1

nfs_mysql2

完成后需要重启nfs服务

systemctl restart rpcbind

systemctl restart nfs

最终效果：

4. 将nfs封装成pv

创建mysql_test文件夹，将yaml文件统一保存在此目录下

mkdir mysql_test

cd mysql_test

vim mysql-pv.yml

mysql-pv.yml配置如下：

apiVersion: v1

kind: PersistentVolume

metadata:

  name: mysql-pv

spec:

  capacity:

    storage: 5Gi

  accessModes:

    -  ReadWriteOnce

  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

  storageClassName: nfs

  nfs:

    path: /nfs_mysql

    server: 10.10.10.101

---

apiVersion: v1

kind: PersistentVolume

metadata:

  name: mysql-pv1

spec:

  capacity:

    storage: 5Gi

  accessModes:

    -  ReadWriteOnce

  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

  storageClassName: nfs

  nfs:

    path: /nfs_mysql1

    server: 10.10.10.101

---

apiVersion: v1

kind: PersistentVolume

metadata:

  name: mysql-pv2

spec:

  capacity:

    storage: 5Gi

  accessModes:

    -  ReadWriteOnce

  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

  storageClassName: nfs

  nfs:

    path: /nfs_mysql2

    server: 10.10.10.101

注意：

在k8s集群15版本中recycle回收策略已被删除，只能用retain策略或者Delete策略。这里我们使用 persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

 

执行命令：

kubectl create -f mysql-pv.yml

kubectl get pv

如图所示，即为Pv创建成功。

5. 部署MySQL，在mysql_test目录下编写mysql.yml，配置文件如下

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: mysql

  labels:

    app: mysql

spec:

  ports:

  - port: 3306

    name: mysql

  clusterIP: None

  selector:

    app: mysql

---

apiVersion: apps/v1

kind: StatefulSet

metadata:

  name: mysql

spec:

  selector:

    matchLabels:

      app: mysql

  serviceName: "mysql"

  replicas: 3

  template:

    metadata:

      labels:

        app: mysql

    spec:

      containers:

      - name: mysql

        image: mysql:5.6

        env:

        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD

          value: password

        ports:

        - containerPort: 3306

          name: mysql

        volumeMounts:

        - name: mysql-persistent-storage

          mountPath: /var/lib/mysql

  volumeClaimTemplates:

  - metadata:

      name: mysql-persistent-storage

    spec:

      accessModes: ["ReadWriteOnce"]

      storageClassName: "nfs"

      resources:

        requests:

          storage: 1Gi  

执行以下命令，部署mysql服务：

kubectl create -f mysql.yml

如图可知，mysql按StatefulSet依次创建了mysql-0 mysql-1 mysql-2

查看各个Pod部在哪个节点：

6. 通过创建临时容器，使用MySQL客户端发送测试请求给MySQL master节点

注意：

主机名为mysql-0.mysql；跨命名空间的话，主机名请使用mysql-0.mysql. [NAMESPACE_NAME].如果没有指定命名空间，默认为default，即 mysql-0.mysql. default。

   

这里笔者打算关闭node2节点来模拟node2宕机，来测试是否实现数据的持久化存储，

所以我们向node2上的mysql1写入数据。

 

执行以下命令，访问mysql1：

kubectl run mysql-client --image=mysql:5.6 -it --rm --restart=Never -- mysql -h mysql-1.mysql.default -p password

创建数据库demo,并向messages表中写入hello-world

CREATE DATABASE demo 

CREATE TABLE demo.messages (message VARCHAR(250)) 

INSERT INTO demo.messages VALUES ('hello-world')

如图所示

接下来我们来关闭k8s-node2虚拟机，模拟宕机

查看nodes的运行状态，可知node2的状态已转变为NotReady

一段时间后，k8s将Pod MySql -1迁移到节点k8s-node1

由于时间过长，笔者把三个Pod都删除重启后，验证数据：

MySQL服务恢复，数据完好无损！

连接MYSQL数据库的方法及示例

方法一：

使用MYSQL推出的MySQL

Connector/Net

is

an

ADO.NET

driver

for

MySQL

该组件为MYSQL为ADO.NET访问MYSQL数据库设计的.NET访问组件。

安装完成该组件后，引用命名空间MySql.Data.MySqlClient

使用命令行编译时：csc

/r:MySql.Data.dll

test.cs

方法二：

通过ODBC访问MYSQL数据库

访问前要先下载两个组件：odbc.net和MYSQL的ODBC驱动(MySQL

Connector/ODBC

(MyODBC)

driver)目前为3.51版

安装完成后，即可通过ODBC访问MYSQL数据库

方法三：

使用CoreLab推出的MYSQL访问组件，面向.NET

安装完成后，引用命名空间：CoreLab.MySql

使用命令编译时：csc

/r:CoreLab.MySql.dll

test.cs

以下为访问MYSQL数据库实例

编译指令：csc

/r:CoreLab.MySql.dll

/r:MySql.Data.dll

test.cs

using

System

using

System.Net

using

System.Text

using

CoreLab.MySql

using

System.Data.Odbc

using

MySql.Data.MySqlClient

class

ConnectMySql

{

public

void

Connect_CoreLab()

{

string

c

MySqlConnection

mycn

=

new

MySqlConnection(constr)

mycn.Open()

MySqlCommand

mycm

=

new

MySqlCommand("select

*

from

shop",mycn)

MySqlDataReader

msdr

=

mycm.ExecuteReader()

while(msdr.Read())

{

if

(msdr.HasRows)

{

Console.WriteLine(msdr.GetString(0))

}

}

msdr.Close()

mycn.Close()

}

public

void

Connect_Odbc()

{

//string

MyC

string

MyC

+

"SERVER=localhost"

+

"DATABASE=test"

+

"UID=root"

+

"PASSWORD=qing"

+

"OPTION=3"

OdbcConnection

MyConn

=

new

OdbcConnection(MyConString)

MyConn.Open()

OdbcCommand

mycm

=

new

OdbcCommand("select

*

from

hello",MyConn)

OdbcDataReader

msdr

=

mycm.ExecuteReader()

while(msdr.Read())

{

if

(msdr.HasRows)

{

Console.WriteLine(msdr.GetString(0))

}

}

msdr.Close()

MyConn.Close()

}

public

void

Connect_Net()

{

string

myC

MySqlConnection

mycn

=

new

MySqlConnection(myConnectionString)

mycn.Open()

MySqlCommand

mycm

=

new

MySqlCommand("select

*

from

hello",mycn)

MySqlDataReader

msdr

=

mycm.ExecuteReader()

while(msdr.Read())

{

if

(msdr.HasRows)

{

Console.WriteLine(msdr.GetString(0))

}

}

msdr.Close()

mycn.Close()

}

public

static

void

Main()

{

ConnectMySql

ms

=

new

ConnectMySql()

ms.Connect_CoreLab()

ms.Connect_Odbc()

Connect_Net()

}

}

---