數據庫（IMtoken MySQL）是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫，它起源於20世紀50年代中期，隨着計算機技術和信息技術的發展而不斷髮展。數據庫通常用於存儲和管理大量的數據，這些數據可以是結構化的，也可以是非結構化的。
1.1 數據庫的主要特點
數據組織性：數據庫中的數據不是雜亂無章的，而是按照一定的數據模型組織起來的，這使得數據易於理解、使用和管理。
數據共享性：數據庫中的數據可以被多個用户、多個應用程序共享，從而實現數據資源的高效利用。
數據獨立性：數據庫中的數據與應用程序之間是相互獨立的。數據的存儲結構或存取方法等改變時，應用程序不必修改。數據的邏輯結構改變時，可以局部修改應用程序，而不需要大量重寫程序。
數據冗餘度可控性：數據庫系統通過數據模型和數據控制機制，可以有效地控制數據的冗餘度，從而提高數據的存儲效率和一致性。
數據安全性：數據庫系統通過權限控制、數據加密等手段，確保數據的安全性和保密性。
數據完整性：數據庫系統通過完整性約束、觸發器等手段，確保數據的完整性和一致性，防止數據被非法修改或破壞。
1.2 mysqld和mysql的區別
mysqld和mysql都是MySQL數據庫管理系統中的關鍵組件，但它們各自承擔着不同的角色和功能。
mysqld是MySQL數據庫的核心服務器進程，也可以理解為MySQL服務器的實際運行程序。它負責監聽和處理來自客户端的連接請求，執行SQL語句，管理數據庫和表結構，以及處理事務和併發控制等核心功能。mysqld具有高性能、可靠性和可擴展性，支持多線程處理，能夠處理大量的併發請求，並提供了豐富的功能和功能擴展，如存儲過程、觸發器、複製、集羣等。它是MySQL數據庫能夠正常運行的關鍵所在。
而mysql則通常指的是MySQL數據庫的客户端命令行工具，用於與MySQL服務器進行交互並執行數據庫管理任務。mysql提供了一種方便的方式來執行各種數據庫操作，如創建數據庫、創建表、插入數據、查詢數據等。它使得開發人員可以輕鬆地通過命令行界面或腳本與MySQL服務器進行交互，進行數據庫的管理和操作。
簡而言之，mysqld是MySQL數據庫的服務器端組件，負責實際的數據存儲和操作；而mysql則是MySQL數據庫的客户端組件，提供了與服務器進行交互的接口和工具。這兩者在MySQL數據庫管理系統中相互協作，共同實現了數據的存儲、管理和操作功能。
2. 主流數據庫
主流數據庫根據其設計架構、數據類型和應用場景的不同，可以分為多種類型。以下是對幾種主流數據庫的詳細介紹：
2.1 關係型數據庫
關係型數據庫是市場上最為常見和廣泛使用的數據庫類型之一。它以二維表格的形式存儲數據，每一行代表一條記錄，每一列代表一個字段。關係型數據庫支持SQL（結構化查詢語言）進行數據操作和查詢。
Oracle：由Oracle公司開發的關係型數據庫管理系統，廣泛應用於企業級應用程序和大型系統中。它提供了強大的查詢能力、事務處理能力、數據完整性保證和數據安全保證。
MySQL：一種開源的關係型數據庫管理系統，適用於網站和互聯網應用。MySQL提供了靈活的數據模型、高效的數據存取、高速的數據緩存、高容錯的數據分佈和高可擴展的數據架構。
Microsoft SQL Server：由微軟公司開發的關係型數據庫管理系統，主要運行在Windows平台上。它提供了豐富的數據類型、多種數據分析工具、易用的數據管理界面和集成的數據安全機制。
PostgreSQL：開源的對象關係型數據庫管理系統，支持多種操作系統和編程語言。PostgreSQL提供了高級的數據功能、多種數據擴展選項、兼容的數據標準和開放的數據社區。
2.2 非關係型數據庫（NoSQL）
非關係型數據庫是一種不需要固定結構的數據庫，適用於處理大數據和實時Web應用。它不使用關係模型來組織和存儲數據，而是採用鍵值對、文檔、列族或圖形等形式存儲數據。
MongoDB：一種開源的非關係型數據庫管理系統，使用文檔模型存儲數據。MongoDB提供了靈活的數據結構、快速的數據查詢、動態的數據更新、自動的數據分片和複製功能。
Redis：開源的非關係型數據庫管理系統，使用鍵值對存儲數據，並提供高速緩存和消息隊列功能。Redis具有高性能和高可用性的特點，適用於高性能和實時的數據應用場景。
Cassandra：開源的非關係型數據庫管理系統，使用列族模型存儲數據。Cassandra提供了高可用性和可擴展性，適用於海量和分佈式的數據應用場景。
Neo4j：開源的非關係型數據庫管理系統，使用圖模型存儲數據，並支持複雜的圖查詢。Neo4j適用於存儲和分析具有複雜關係的數據，如社交網絡、推薦系統和知識圖譜等。
2.3 其他類型數據庫
除了關係型數據庫和非關係型數據庫外，還有其他一些類型的數據庫也在市場上佔據一定的份額。
對象數據庫：一種將複雜對象存儲到數據庫中的技術。對象數據庫能夠直接支持各種複雜的對象，如時間、地理信息、金融交易等。
分佈式數據庫：通過網絡連接的多個數據庫系統，這些系統在物理上分佈在不同的地方，但在邏輯上看起來像一個整體。分佈式數據庫提供了高可用性和高性能。
雲數據庫：運行在雲計算平台上的數據庫，用户可以通過網絡訪問和管理。雲數據庫具有低成本和高可用性的特點。
🧩3. 基本使用（重點）
MySQL是一個流行的關係型數據庫管理系統（DBMS），它使用結構化查詢語言（SQL）進行數據管理。以下是MySQL的基本使用方法：
3.1 安裝與配置
下載與安裝：
可以從MySQL官方網站或其他可信的軟件下載平台獲取MySQL的安裝包。
根據操作系統類型（如Windows、Linux等）選擇相應的安裝包，並按照安裝嚮導的提示進行安裝。
配置：
在安裝過程中，可能需要配置MySQL的服務器參數，如端口號、字符集等。
安裝完成後，可以啓動MySQL服務，並登錄到MySQL命令行客户端或圖形化管理工具（如phpMyAdmin）進行進一步配置。
3.2 數據庫操作
創建數據庫
代碼語言：javascript
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create database testdb;
create database testdb character set utf8mb4 collate utf8mb4_unicode_ci;
查看數據庫列表
代碼語言：javascript
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show databases;
選擇數據庫
代碼語言：javascript
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use testdb;
刪除數據庫
代碼語言：javascript
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drop database testdb;
3.3 表操作
創建表
代碼語言：javascript
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create table students (
id int auto_increment primary key,
name varchar(100) not null,
age int,
gender enum('male', 'female')
);
查看錶結構
代碼語言：javascript
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describe students;
desc students;
查看當前數據庫中的表
代碼語言：javascript
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show tables;
刪除表
代碼語言：javascript
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drop table if exists students;
3.4 數據操作
插入數據
代碼語言：javascript
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insert into students (name, age, gender) values ('alice', 20, 'female');
查詢數據
代碼語言：javascript
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select * from students; -- 查詢所有記錄
select name, age from students; -- 查詢特定列的數據
更新數據
代碼語言：javascript
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update students set age = 21 where name = 'alice';
刪除數據
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
delete from students where name = 'alice';
🧩4. MySQL架構
MySQL的架構可以分為幾個關鍵組成部分，這些部分共同協作以提供高效、可靠的數據庫服務。以下是MySQL架構的詳細解析：
4.1 總體架構
MySQL是一個典型的C/S（客户端/服務器）架構應用程序。MySQL Server服務程序（MySqld）提供數據庫服務，完成客户端的請求和操作回饋。Client則負責提供連接數據庫Server和命令操作等。
4.2 詳細架構
MySQL架構自頂向下大致可以分為以下四層：
客户端（網絡連接層）
包含連接處理、用户認證、用户鑑權、客户端連接器（Client Connectors）等功能。
連接處理：當一個客户端向服務端發送連接請求後，MySQL Server會從線程池中分配一個線程來和客户端進行連接，以後該客户端的請求都會被分配到該線程上。MySQL Server為了提高性能，提供了線程池，減少了創建線程和釋放線程所花費的時間。
用户認證：MySQL認證依據是用户名、客户端主機地址和用户密碼。
用户鑑權：當客户連接到MySQL Server後，MySQL Server會根據用户的權限來判斷用户具體可執行哪些操作。
客户端連接器（Client Connectors）：提供與MySQL服務器建立的支持，目前幾乎支持所有主流的服務端編程技術，例如常見的Java、C、Python、.NET等，它們通過各自API技術與MySQL建立連接。
服務層（MySQL Server）
是MySQL Server的核心，主要包含系統管理和控制工具、連接池、SQL接口、解析器、查詢優化器和緩存六個部分。
系統管理和控制工具（Management Services&Utilities）：例如備份恢復、安全管理（如用户及權限管理）、集羣管理等。
連接池（Connection Pool）：管理緩衝用户連接、用户名、密碼、權限校驗、線程處理等需要緩存的需求。可以設定連接的最大數量，防止因為過多的數據庫連接導致服務器資源耗盡。當數據庫服務器負載過高時，通過連接池的限制可以避免過多的連接請求對數據庫造成影響，保證了數據庫的穩定運行。
SQL接口（SQL Interface）：是整個數據系統與用户進行交互的關鍵部分，負責接收並處理用户的SQL命令，同時也負責向用户提供查詢結果。
解析器（Parser）：SQL命令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析。解析器首先會對SQL語句進行詞法分析，提取關鍵字、表名、列名、運算符等組成部分，然後進行語法驗證，判斷輸入的SQL語句是否符合MySQL的語法規則。如果SQL語句在語法上是合法的，解析器會將這些組成部分轉化為MySQL服務器內部使用的數據結構，為後續的操作（如查詢優化和執行）提供基礎。此外，解析器還可能進行語義分析，例如檢查引用的表和列是否存在、檢查權限等。
查詢優化器（Optimizer）：負責優化SQL查詢的執行計劃，以提高性能和效率。查詢優化器通過分析查詢語句、數據庫結構和索引等信息，生成最優的執行計劃。它選擇不同的查詢執行策略，如選擇最合適的索引、確定連接順序等，以便高效地檢索數據並返回查詢結果。
緩存（Caches&Buffers）：如果查詢緩存有命中的查詢結果，查詢語句就可以直接去查詢緩存中取數據。不過，從MySQL 8.0版本開始，已經刪除了查詢緩存的功能，因為官方認為該功能在實際的應用場景比較少。
存儲引擎層（Pluggable Storage Engines）
是MySQL架構中最具特色的部分之一。MySQL支持多種存儲引擎，如InnoDB、MyISAM、Memory等，這些存儲引擎都有各自的特點和適用場景。
存儲引擎是MySQL中具體的與文件打交道的子系統，它根據MySQL AB公司提供的文件訪問層的一個抽象接口來定製一種文件訪問機制（這種訪問機制就叫存儲引擎）。
InnoDB是MySQL的默認存儲引擎，它支持事務、行級鎖定、多版本併發控制（MVCC）等高級功能，適用於需要高可靠性和高性能的應用場景。
MyISAM是MySQL早期版本的默認存儲引擎，它不支持事務和行級鎖定，但具有較快的查詢速度，適用於讀多寫少的應用場景。
系統文件層（File System）
這一層主要負責數據的物理存儲和讀取，與底層硬件和操作系統緊密相關。MySQL將數據存儲在磁盤上的文件系統中，通過存儲引擎層提供的接口與這些文件進行交互。
4.3 關鍵組件詳解
連接器
主要負責用户登錄數據庫，進行用户的身份認證（包括校驗賬户密碼、權限等操作），如果用户賬户密碼已通過，連接器會到權限表中查詢該用户的所有權限。後續只要這個連接不斷開，即時管理員修改了該用户的權限，該用户也是不受影響的（注意：MySQL 8.0 版本後，連接器的相關功能有所調整或移除）。
查詢緩存
主要用來緩存所執行的SELECT語句以及該語句的結果集。連接建立後，執行查詢語句時，會先查詢緩存。MySQL會先校驗這個SQL是否執行過，以Key-Value的形式緩存在內存中（Key是查詢語句，Value是結果集）。如果緩存key被命中，就會直接返回給客户端；如果沒有命中，就會執行後續的操作，完成後也會把結果緩存起來，方便下一次調用。不過，由於查詢緩存失效在實際業務場景中可能會非常頻繁（例如，對一個表進行更新操作後，該表上的所有查詢緩存都會被清空），因此MySQL 8.0版本後已經刪除了查詢緩存的功能。
分析器
如果MySQL沒有命中緩存，那麼就會進入分析器。分析器的主要作用是對SQL語句進行分析和解析，以便為後續的執行和優化提供必要的信息。分析器的工作流程通常包括詞法分析和語法分析兩個步驟。
優化器
優化器的作用是根據分析器提供的信息，生成最優的執行計劃，以提高查詢性能和效率。優化器會考慮多種因素，如索引的選擇、連接順序的確定等，以生成最優的執行計劃。在執行計劃生成後，MySQL就可以按照該計劃執行查詢操作了。
執行器
執行器是MySQL架構中負責執行查詢操作的組件。它會根據優化器生成的執行計劃，調用相應的存儲引擎接口來執行查詢操作，並返回查詢結果給用户。在執行過程中，執行器還會負責處理各種異常情況，如權限不足、表不存在等。
綜上所述，MySQL的架構是一個高度模塊化和可擴展的架構，各個組件之間通過清晰的接口進行交互和協作。這種架構使得MySQL能夠靈活地適應不同的應用場景和需求，同時也為開發者提供了豐富的功能和選項來優化數據庫的性能和可靠性。
🧩5. SQL分類
5.1 DDL（Data Definition Language，數據定義語言）
create：用於創建數據庫對象，如創建表、視圖、索引等。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
create table students (id int, name varchar(50));
alter：用於修改數據庫對象的結構，如修改表結構、添加、修改、刪除列等。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
alter table students add column age int;
drop：用於刪除數據庫對象，如刪除表、視圖、索引等。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
drop table students;
5.2 DML（Data Manipulation Language，數據操作語言）
insert：用於插入數據到表中。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
insert into students (id, name, age) values (1, 'alice', 20);
update：用於更新表中的數據。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
update students set age = 21 where id = 1;
delete：用於刪除表中的數據。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
delete from students where id = 1;
5.3 DQL（Data Query Language，數據查詢語言）
dql的主要語句是select，用於從數據庫中檢索數據。
代碼語言：javascript
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select * from students where age > 18;
5.4 DCL（Data Control Language，數據控制語言）
grant：用於授予用户或角色訪問權限。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
grant select on students to user1;
revoke：用於撤銷用户或角色的訪問權限。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
revoke select on students from user1;
commit：用於提交一個事務，確保事務中的所有操作都被永久保存到數據庫中。
代碼語言：javascript
AI代碼解釋
commit;
rollback：用於回滾一個事務，撤銷事務中的所有操作，使數據庫恢復到事務開始前的狀態。
代碼語言：javascript
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rollback;
在實際應用中，SQL語句的大小寫通常不會影響其執行，因為SQL是不區分大小寫的。然而，為了代碼的可讀性和一致性，許多開發者和團隊會選擇遵循一定的命名規範，比如將關鍵字大寫，表名和列名小寫，或者使用駝峯命名法等。
🧩6. 存儲引擎
存儲引擎是指數據庫底層用於存儲、處理和檢索數據的軟件組件。它是**數據庫管理系統（DBMS）**的核心部分，決定了數據庫系統的性能、特性和功能。不同的存儲引擎提供不同的存儲機制、索引技巧、鎖定水平等功能，以滿足不同應用場景的需求。
以下是一些常見的數據庫存儲引擎及其特點：
InnoDB：
InnoDB是MySQL的默認存儲引擎，支持事務安全表（ACID），具有行級鎖定和外鍵約束等特性。
它基於多版本併發控制（MVCC）實現，允許多個事務同時訪問同一數據而不會相互干擾。
InnoDB還提供了崩潰修復和併發控制的功能，非常適合對事務完整性要求較高的應用場景，如銀行系統和電商系統的訂單處理等。
MyISAM：
MyISAM是MySQL的另一種常見存儲引擎，它是ISAM存儲引擎的擴展版本。
MyISAM具有較高的插入和查詢速度，但不支持事務和外鍵。
它適用於讀操作和插入操作為主、更新和刪除操作較少的應用場景，如電商系統中的用户評價和足跡信息等。
MEMORY：
MEMORY存儲引擎將數據存儲在內存中，為查詢和引用其他表數據提供快速訪問。
由於數據存儲在內存中，MEMORY引擎的處理速度非常快，但安全性不高，且數據在服務器重啓時會丟失。
它適用於需要快速讀寫速度且對數據安全性要求不高的應用場景，如臨時數據存儲和緩存等。
Archive：
Archive存儲引擎主要用於數據歸檔和備份。
它支持高壓縮比的存儲，適合存儲大量歷史數據。
Archive引擎不支持事務和外鍵，也不支持索引，因此查詢性能較低。
其他存儲引擎：
除了上述常見的存儲引擎外，還有一些其他存儲引擎可供選擇，如NDB（用於分佈式數據庫）、FEDERATED（用於訪問遠程數據庫表）、BLACKHOLE（用於丟棄數據）等。
