数据库新手指南：20张图让你快速掌握

此系列文章首发于数据库初恋篇，因为排版看起来稍微舒服很多

此数据库系列，是学习工作中的总结，具体章节系列如下图所示。如果您需要扫盲数据库，突击数据库的面试，那就盘他，盘他！所谓初恋，初次见面，下凡数据库基础。请多多关照！

数据库知识思维导图

这是系列篇第一节，其主要内容如下思维导图所示。

本章内容思维导图

数据库基础

1 了解sql----长生不老，异常稳定

查看近几年的TIOBE发现了，一直在前十,可见是个老且管用的东西。

来自网络

了解几个术语：

• DDL(Data Definition Language)，定义数据库对象。
• DML:(DATA Manipulation Language)，用来操作和数据库相关记录。
• DCL:(Data Cnotrol Language)定义访问权限和安全级别。
• DQL(Data Query Language)。查询记录。

sql大小写规范

• 表名、表别名、字段名、字段别名等可以小写
• SQL保留字，函数名，绑定变量大写

SELECT name,age FROM student WHERE id="1";

2 为啥要存储数据

我们大部分的系统都会考虑到数据的存储，那么如何更有效地保存好数据，做好数据备份。当我们拥有了数据，可以进行数据挖掘，大数据分析，舆情预测，自然语言处理等等一系列的操作，可见存储数据是多么的重要。这一篇文章对数据库基础知识的扫盲，下一节将是数据存储，数据备份等。另外我需要知道硬盘的处理速度比cpu,内存，网卡都会慢。

CREATE TABLE authors_name(author_id int(15) NOT NULL AUTO_INCREMENT)，author_name varchar(255) NOT NULL);

3 DBMS是什么

• DB、DBS和DBMS区别

全称功能DBMSDataBase Management System可对多个数据库进行管理DBDataBase存储树的集合，理解为多个数据表DBSDataBase system老大哥。包含了数据库管理系统和数据库管理人员DBA

4 当前主流的DBMS有哪些

本文思维导图

主流的DBMS

5 sql与Nosql

Nosql的timestamp：

Nosql历程

1970：Nosql=we have no sql

1980：Nosql=know sql

2000:Nosql=No SQL

2005:Nosql=not only sql

2013:Nosql=No,SQL

键值数据库

通过key-value方式存储，key为唯一表示，优点，查询快，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤，这样可能导致遍历所有的键，消耗大量的计算。所以经常用来作为缓存，比如redis。

文档数据库

管理文档，一个文档相当于一条记录，MongoDB。

搜索引擎

虽然关系型数据库常常通过索引的方式提高检索效率(不一定)，但是对于全文检索却比较低。搜索引擎的优势比如Elasticsearch、Splunk和Solr采用全文搜索，核心原理为倒排索引

列式数据库

相对于行式数据库，将数据按照列存储，这样可以大量降低系统的IO(因为相邻的数据类型一样，方便压缩，自然就会降低IO)，适合分布式文件系统，比如

图数据库

典型的就是网络中的人与人的关系，节点和边关系。

6 Oracle中的sql如何执行的

Oracle中的sql如何执行的

查询执行流程

• 语法检查：检查SQL拼写是否正确。
• 语义检查：检查SQL访问对象是否存在。
• 权限检查：检查用户是否有访问权限。
• 共享池检查：包含了库缓存、数据字典缓冲区等。主要用来缓冲执行计划或者表、视图等对象。
• 优化器：进行硬解析，决定创建解析树和生成执行计划应该怎么做
• 执行器：有了优化器，那么在执行器思考如何被执行

7 mysql中sql如何执行的

mysql中的sql如何执行的

查询执行流程

• 查询缓存

首先注意，mysql8.0之后已经放弃了这个功能(因为如果数据更新，缓存会情况，如果为动态数据经常更新，这样反而增加SQL查询时间)。缓存通常的理解是一个中间层，如果在中间层存在查询语句就直接返回，如果没有则给解析器处理。

• 解析层

主要进行语法分析和语义分析。

• 优化器

确定SQL语句的执行路径。是根据全表检索还是根据索引。

• 执行器

进行权限检查。

那么mysql和oracle两者执行情况有啥不一样呢

MySql具有多种存储引擎且可以自定义存储引擎，那么有哪些存储引擎，优点缺点是啥？

描述InnoDBMysql5.5以后默认存储引擎，支持事务，行级锁，外键约束MyISAMMysql5.5以前为默认存储引擎，不支持事务和外键，最大特点速度快，占资源少Memory存储引擎使用系统内存为存储介质，更快的响应速度。NDB存储引擎用于Mysql Cluster分布式集群环境Archive存储引擎压缩机制的特点便于文件的归档，常用来做仓库

8 如何查看一条sql的资源使用情况

• prifiling是否开启

mysql> select @@profiling;如果为0代表关闭，设置为1表示打开。

• 执行sql查询语句

mysql> select *from student;

• 查看当前所有profiles

show profiles;查看当前会话的profiles

• 查看执行时间show profile

9 DDL

• 创建数据库

创建公众号原创作者数据库

CREATE DATABASE WeChat_Official_Account_Author;

• 创建表结构(注意语句最后；结束，最后一个字段定义结束没有逗号)

创建表 作者名(author_id,author_name且id为递增)

CREATE TABLE authors_name(author_id int(15) NOT NULL AUTO_INCREMENT)，

author_name varchar(255) NOT NULL);

• 添加字段

ALTER TABLE authors_name ADD(age int(12));

• 修改字段名

ALTER TABLE authors_name RENAME_COLUME age to author_age;

• 删除字段

ALTER TABLE author_names DROP COLUME author_age;

10 数据库的常见约束

不成规矩，不成方圆

• 主键约束

唯一标识一条记录，不重复且不能为空(UNIQUE+NOT NULL)。主键可以使是一个字段或者多个字段的组合，一个数据表主键只能有一个

• 外键约束

外键确保表与表之间引用的完整性。外键可以重复也可以为空。

• 唯一性约束

字段在表中可以使唯一的。

• NOT NULL约束

表明字段不应为空，必须有取值。

• CHECK约束

检查特定字段取值范围的有效性

11 常见查询语句

• 查询姓名列

查询单列

SELECT author_name FROM authors_name;

查询所有列

SELECT * FROM authors_name;

• 去除重复行

SELECT DISTICT age FROM authors_name;

• 查询排序

ASC 递增排序，DESC递减排序

SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC;

• 约束返回结果的个数

返回5条数据 LIMIT需要放在最后

SELECT author_name FROM authors_names ORDER BY age DESC LIMIT 5;

• SELECT语句中关键字顺序

关键字的顺序：SELECT…..FROM…WHERE…GROUP BY

• SELECT语句的执行顺序

FROM>WHERE>GROUP BY HAVING>SELECT

• 那么一句select的执行原理是什么？请看下图。

一句select经历了啥

12 sql运算符

• 比较运算符(不同的DBMS支持的运算符可能不同)

比较运算符

• 逻辑运算符

逻辑运算符

当WHERE字句中同时出现OR和AND的时候，AND执行优先级会更高。一般来说()优先级最高，其次是AND,然后是OR。

• 通配符过滤

通配符是对文本类型进行模糊哈讯，但是通常是全表扫描，所以效率很低。只有当LIKE后面没有通配符，并对字段进行索引的时候不会进行全表扫描。匹配一部分特殊字符。"LIKE"操作符。

• 通配符匹配之任意字符串出现的任意次数(%)
• 通配符匹配之耽搁字符(_)

13 常见sql函数

提供函数，类似接口，更方便快速的得出想要的结果。

14 聚集函数

聚集函数

• 数据分组

使用GROUP BY字句进行数据分组。

• HAVING过滤分组和WHERE的区别

WHERE 是用于数据行，而 HAVING 则作用于分组。如果分组完以后需要排序，就在其后增加ORDER BY完成

17 视图

• 什么是视图

视图可以理解为一个中间表(结果集)，咋们叫虚拟表，它主要把我们经常查询的结果存放于中，从而提升使用的效率。本身不具有数据。如下图所示。

• 为什么使用视图

:baby_bottle:重用SQL语句

:baby_bottle:使用表的一部分而不是整个表

:baby_bottle:更改数据格式和表示。

:baby_bottle:通过授予表的特定访问权限来保护数据，。。

• 如何使用视图

• 使用视图过滤不想想要的数据
• 更新视图

18 事务处理

要么完全执行，要么不执行。

• A(Atomicity)原子性。不可分割，进行数据处理的基本单位。
• C(Consistency)。在进行事务操作以后，会从一致的状态变为另一种一致的状态。即使事务回滚也不能被破坏。
• I(Isolation)隔离性。事务的独立性。一个事务在提交之前，对其他的事务不可见。
• D(Durability)。通过事务日志保证。即使系统崩溃，通过数据库日志的更新让系统恢复到最后一次成功的更新状态。

19 事务隔离

我们知道当在高并发的情况下，这个时候需要较高的吞吐量，那么采取方式之一就是将原来的串行操作变化为并行。这个时候可以通过降低数据库的隔离标准，来换取事务的并发能力。

讲述相关内容之前，我们先定义一个表如下。

数据库表

• 脏读

小蓝今天想去看看数据库内容，并想把朋友小地增加到数据库中，于是操作如下：

SQL> BEGINT:SQL> INSERT INTO authors value(4,20，"小地");

此时小蓝还没有提交这个事务，小林去访问了这个表(小林去年买了个表，哈哈哈嗝)，于是

SQL>SELECT * FROM authors;

然后得到这个结果:

结论：小蓝还没有提交事务，小林访问却看到了增加的小地，这就是脏读。

• 不可重复读

小蓝听说小地也在表里，然后想看看是为何人如此牛掰，几岁了？

SQL> SELECT Age FROM authors where Name="小地"

结果如下：

结果

我的天，这么年轻？小蓝试图用个事务去修改其年龄

SQL>BEGIN;SQL>UPDATE authors SET Age = 25 where Name='小地'

此时小蓝去查询下修改是否成功

SQL>SELECT Age FROM authors where Name='小地'

结果如下：

结果

牛掰，修改成功？那么问题来了，小蓝虽然修改了，但是并没有提交呀，这就是不可重复读，两次查询出现了不同的结果。

• 幻读

今天小旋过来想看看，表里都有哪些小伙伴。

SQL> SELECT *FROM authors;

结果如下：

这个时候小林遇到个小妹妹，发现其文采还不错，开启个事务将其放入表中。

SQL> BEGIN;SQL> INSERT INTO authors values(5,'21','小魏')

小林记性太好了，于是还想看看到底有哪些人，

SQL> SELECT * FROM authors;

结果如下

啊！小林惊呆了，怎么多了个妹妹！！！这就是幻读！

• 隔离级别

总结下：

读未提交:

允许脏读，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据

读已提交

只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别 (不重复读)

可重复读

可重复读。在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，InnoDB默认级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，但是还存在幻读

串行读：

全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞.

20 python如何操作oracle

简单操作

• 插入数据

插入数据

• 查询数据

查询数据

21 初探调优

为什么调优，无非就是希望响应更快，吞吐量更大，用户体验更好。

那么怎么获得反馈

• 用户

他们是直接体验者，来的直接。

• 日志汇聚分析,服务器监控，数据库内部监控

通过性能工具进行查看，想起一张图送给大家。

这里是性能指标图

性能查询表(来自网络)

一般从哪几个方面着手数据库调优，总之没有最好，只有更合适。

• 前期DBMS的调研，选择合适业务的DBMS

比如需要有事务处理能力，可以选择mysql的InnoDB。如果采用如果考虑大幅度的降低系统IO，那么可以考虑Nosql中的列式数据库，之前说过列式存储方便使用压缩，但是不适合频繁的增删改。

• 选择合适的缓存比如redis

将经常使用的数据放入缓存中(内存),提升查询效率。

• 库级别的优化

主从架构优化读写策略，具体方法请关注系列篇第二节。

好了，上面的基础部分学习应该差不多了，那么数据库相关的优化，主从架构，读写分离，数据库的分片等都是怎么样的呢？尽请期待后续学习分享，一起成长！