数据库

2022-06-20  本文已影响0人  bowen_wu

概述

数据库优点

事务

事务是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单元，由一个有限的数据库操作序列构成。具有 ACID 性质

ACID

数据类型

数据结构

数据库数据结构一般为 B+ 树 | B 树

在 B 树中，每一个节点可以有若干个子节点，当数据插入的时候，这些节点会动态的变化，它是一个多叉树

B+ 树更充分的利用了节点的空间，更加稳定 => 引入了从子节点到下一个兄弟节点的指针 => 参考

优点

  1. 多叉树，每一个节点包含多个记录 => 树的高度特别低 => 使得找到一个数据只需要很少的查找次数
  2. 所有的节点都包括范围 => 可以迅速找到头节点和尾节点

索引

在数据之外，MySQL 会维护一个以 Primary Key 为主索引的 B+ 树。如果创建了新的索引，那么将会维护另一个以新的索引的 B+ 树，其中每一个记录都指向了对应的 Primary Key。之后根据新的索引去查找数据，首先执行新的索引，找到后，查到指向的 Primary Key，之后去 Primary Key 索引的 B+ 树上查找，拿到真正的数据，真正的数据可能非常长，索引是很少的一部分数据

联合索引

CREATE INDEX <index_name> ON table_name (column1, column2, ...);

举例

(a, b, c, d) 索引
select * from xx where a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4;
c > 3 是范围查找，有了范围索引之后，意味着索引用处不大了，只能找到索引，之后把后面的记录都捞出来。查询优化器看到范围索引，就到此为止，将前面的条件试图使用一个联合索引的方式。遇到 c > 3 使用 (a, b) 联合索引会比较快，d = 4 是用不到索引的

上述 d = 4 为啥用不到索引？
答：上述等价于 select * from xx where a = 1 and b = 2 and d = 4 and c > 3，在 (a, b, c, d) 索引内是没有 (a, b, d)
联合索引的。此时可以根据具体业务创建 (a, b, d, c) 联合索引

索引优化原则

最左前缀匹配

在 MySQL 建立联合索引是会遵守最左前缀匹配原则，即最左优先，在检索数据时从联合索引的最左边开始匹配

倒排索引 => Elasticsearch

传统的关系型数据库按照 id 搜索很快 => 建立了以 id 为索引的 B+ 树 => 相等操作 => 文本是 contain 操作 => B+ 树不适用于文本搜索场景

数据库表设计原则

数据库别名 => alias => 关系型数据库 => 表不仅存储实体的数据，还存储这些实体间的关系 => 例如：订单表维护了用户和商品之间的关系

SQL

基本 SQL

SQL 注意事项

select 基本语句

select 高级语句

inner join vs left join vs right join

JDBC

使用 JDBC 连接数据库

使用 JDBC 从数据库读取数据

注：先确保 SQL 语句正确

SQL 注入

通过把 SQL 命令插入到 Web 表单提交或输入域名或页面请求的查询字符串，最终达到欺骗服务器执行恶意代码的 SQL 命令

// Statement
Statement statement = connect.Statement();
String sql = "select * from user where name = '" + username + "' and password = '" + password + "'";
statement.executeQuery(sql);

// PreparedStatement
PreparedStatement statement = connection.prepareStatement("select * from user where name = ? and password = ?");
statement.setString(1, username);
statement.setString(2, password);
statement.executeQuery();

使用 Statement 会在 execute 的时候将 SQL 语句解析为语法树(AST)，但是 PrepareStatement 会预先编译 SQL 语句，预先解析 SQL 语句，传入的字符串，不再解析为新的语法树(AST)，只是替换原有 SQL 语句中的 ?

MyBatis

configuration

Mapper

<!-- config.xml -->
<mappers>
    <mapper class="org.mybatis.<FQCN>.MyCustomMapper"/>
</mappers>

// MyCustomMapper.java
public interface MyCustomMapper {
    @Delete("delete from USER where id = #{id}")
    void deleteUserById(Integer id);

    @Select("select * from User where id = #{id}")
    User selectUserById(Integer id);
}

// Main.java
public class Main {
    public User selectUserById(Integer id) {
        try (SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession()) {
            MyCustomMapper mapper = sqlSession.getMapper(MyCustomMapper.class);
            return mapper.selectUserById(id);
        }
    }
}

Configuration XML

使用 XML 编写复杂 SQL => 可以方便的使用 MyBatis 的强大功能 => SQL 和代码分离

<!-- config.xml -->
<mapper namespace="org.apache.ibatis.submitted.rounding.Mapper">
    <select id="selectUser" parameterType="int" resultType="map">
        select * from user
    </select>
</mapper>

parameterType

resultType

动态 SQL

Docker

Empowering App Development for Developers

Docker 安装数据库优点

Docker SQL

// 启动一个 MySQL 实例
docker run --name some-mysql -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag

// 启动一个 PostgreSQL 实例
docker run --name postgres -p 5432:5432 -e POSEGRES_PASSWORD=123 -d postgres:12

docker rm -f <dockerName>

现在使用 docker 启动的数据库的数据是不持久化的 => 如果容器重启，那么数据库中数据的修改将会丢失 => 除非在启动容器的时候使用 -v 参数 => 将 Docker 容器内的数据文件映射到宿主机上的一个文件上

Example

  1. 创建一个 data 文件夹，用于映射 MySQL 数据库文件 
    mkdir mysql-data
  2. 启动一个 MySQL 实例 
    docker run --name mysql -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -v `pwd`/mysql-data:/var/lib/mysql -d mysql:8
    Docker MySQL 实例

  3. 使用 IDEA JDBC 连接数据库


    Data Sources and Drivers
    • 此时 MySQL 中没有 Database，需要连接上之后手动创建
    • 可以点击 Test Connection 尝试连接
      Test Connection
  4. 创建 Database => create database <database_name>
  5. 使用 Flyway 进行相关数据的迁移 
    <!-- pom.xml -->
<plugin>
    <groupId>org.flywaydb</groupId>
    <artifactId>flyway-maven-plugin</artifactId>
    <version>7.13.0</version>
    <configuration>
        <url>jdbc:mysql://localhost:3306/mall?characterEncoding=utf-8</url>
        <user>root</user>
        <password>123456</password>
    </configuration>
    <executions>
        <execution>
            <id>init</id>
            <phase>initialize</phase>
            <goals>
                <goal>migrate</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

<!--  Terminal => 需要有 migration https://flywaydb.org/documentation/getstarted/firststeps/maven#creating-the-first-migration  -->
<!--  mvn flyway:migrate  -->

知识点

  1. 主键最好不要用可能会修改的值
  2. 外键 => 一个表的某个列是其他表的主键
  3. 数据库是天然的线程安全的，不需要额外的同步
  4. select 之后根据拿出来的结果进行判断是否要 delete => 不是原子操作
  5. insert 是原子操作
  6. MySQL 的 charset utf8mb4 是真正的 utf8
  7. 当 SQL 运行特别慢的时候，通过一些性能分析，进行相应优化 => explain
  8. Error => expected "identifier"; => SQL 语句有关键字
  9. DDL => Data Definition Language => 数据定义语言
  10. 删除
    • 物理删除 => 数据被从数据库中抹去了
    • 逻辑删除 => 数据还在数据库中，只是我们假装看不见而已
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