MySQL---1、介绍

一、MySQL简介

1、MySQL简介

MySQL是一个轻量级关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发，目前属于Oracle公司。目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中，由于体积小、速度快、总体拥有成本低，开放源码、免费，一般中小型网站的开发都选择Linux + MySQL作为网站数据库。
MySQL是一个关系型数据库管理系统，MySQL是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，就增加了速度并提高了灵活性。
MySQL的官方网站的网址是：www.mysql.com

2、MySQL特性

MySQL是一种使用广泛的数据库，特性如下：
A、使用C和C++编写，并使用了多种编译器进行测试，保证源代码的可移植性 　　
B、支持AIX、FreeBSD、HP-UX、Linux、Mac OS、Novell Netware、OpenBSD、OS/2 Wrap、Solaris、Windows等多种操作系统。 　　
C、为多种编程语言提供了API。编程语言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP、Eiffel、Ruby和Tcl等。 　　
D、支持多线程，充分利用CPU资源 　　
E、优化的SQL查询算法，有效地提高查询速度 　　
F、既能够作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能够作为一个库而嵌入到其他的软件中提供多语言支持，常见的编码如中文的GB 2312、BIG5，日文的Shift_JIS等都可以用作数据表名和数据列名 　　
G、提供TCP/IP、ODBC和JDBC等多种数据库连接途径 　　
H、提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具 　　
I、可以处理拥有上千万条记录的大型数据库

3、MySQL应用

与大型数据库例如Oracle、DB2、SQL Server等相比，MySQL自有它的不足之处，如规模小、功能有限（MySQL Cluster的功能和效率都相对比较差）等，但是这丝毫也没有减少它受欢迎的程度。对于一般的个人使用者和中小型企业来说，MySQL提供的功能已经绰绰有余，而且由于MySQL是开放源码软件，因此可以大大降低总体拥有成本。 目前Internet上流行的网站构架方式是LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP），即使用Linux作为操作系统，Apache作为Web服务器，MySQL作为数据库，PHP作为服务器端脚本解释器。由于Linux+Apache+MySQL+PHP都是自由或开放源码软件（FLOSS)，因此使用LAMP不用花一分钱就可以建立起一个稳定、免费的网站系统。

4、MySQL管理

可以使用命令行工具管理MySQL数据库（命令mysql 和 mysqladmin)，也可以从MySQL的网站下载图形管理工具MySQL Administrator和MySQL Query Browser。 　　
phpMyAdmin是由php写成的MySQL资料库系统管理程式，让管理者可用Web界面管理MySQL资料库。 　　
phpMyBackupPro也是由PHP写成的，可以透过Web介面创建和管理数据库。它可以创建伪cronjobs，可以用来自动在某个时间或周期备份MySQL 数据库。 　　
另外，还有其他的GUI管理工具，例如早先的mysql-front以及ems mysql manager，navicat 等等。

5、相关概念

MySQL 为关系型数据库(Relational Database Management System), 这种所谓的"关系型"可以理解为"表格"的概念, 一个关系型数据库由一个或数个表格组成, 如图所示的一个表格:

• 表头(header): 每一列的名称;
• 列(row): 具有相同数据类型的数据的集合;
• 行(col): 每一行用来描述某个人/物的具体信息;
• 值(value): 行的具体信息, 每个值必须与该列的数据类型相同;
• 键(key): 表中用来识别某个特定的人\物的方法, 键的值在当前列中具有唯一性。

二、MySLQ存储引擎

1、MySQL存储引擎简介

插件式存储引擎是MySQL数据库最重要的特性之一，用户可以根据应用的需要选择如何存储和索引数据库，是否使用事务等。mySQL默认支持多种存储引擎，以适应不同领域的数据库应用需要。用户可以通过选择使用不同的存储引擎提高应用的效率，提供灵活的存储，用户设置可以按照自己的需要定制和使用自己的存储引擎，以实现最大程度的可定制性。
MySQL常用的存储引擎为MyISAM、InnoDB、MEMORY、MERGE，其中InnoDB提供事务安全表，其他存储引擎都是非事务安全表。
MyISAM是MySQL的默认存储引擎。MyISAM不支持事务、也不支持外键，但其访问速度快，对事务完整性没有要求。
InnoDB存储引擎提供了具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事务安全。但是比起MyISAM存储引擎，InnoDB写的处理效率差一些并且会占用更多的磁盘空间以保留数据和索引。MySQL支持外键存储引擎只有InnoDB，在创建外键的时候，要求附表必须有对应的索引，子表在创建外键的时候也会自动创建对应的索引。

2、MySQL存储引擎特性

主要体现在性能、事务、并发控制、参照完整性、缓存、故障恢复，备份及回存等几个方面
目前比较普及的存储引擎是MyISAM和InnoDB，而MyISAM又是绝大部分Web应用的首选。MyISAM与InnoDB的主要的不同点在于性能和事务控制上。
MyISAM是早期ISAM(Indexed Sequential Access Method）的扩展实现，ISAM被设计为适合处理读频率远大于写频率的情况，因此ISAM以及后来的MyISAM都没有考虑对事物的支持，不需要事务记录，ISAM的查询效率相当可观，而且内存占用很少。MyISAM在继承了ISAM优点的同时，与时俱进的提供了大量实用的新特性和相关工具。例如考虑到并发控制，提供了表级锁。而且由于MyISAM是每张表使用各自独立的存储文件（MYD数据文件和MYI索引文件），使得备份及恢复十分方便（拷贝覆盖即可），而且还支持在线恢复。
所以如果应用不需要事务，不支持外键，处理的只是基本的CRUD（增删改查）操作，那么MyISAM是不二选择。

三、MySLQ数据类型

1、常见

MySQL有三大类数据类型, 分别为数字、日期\时间、字符串, 这三大类中又更细致的划分了许多子类型:

• 数字类型
• 整数: tinyint、smallint、mediumint、int、bigint
• 浮点数: float、double、real、decimal
• 日期和时间: date、time、datetime、timestamp、year
• 字符串类型
• 字符串: char、varchar
• 文本: tinytext、text、mediumtext、longtext
• 二进制(可用来存储图片、音乐等):bit, tinyblob、blob、mediumblob、longblob

2、详细

1）整数类型

类型	字节数	范围
TNIYINT	1	-128~127
SMALLINT	2	-32767~32768
MEDIUMINT	3	-8388608~8388607
INT	4	-2147483648~2147483647
BIGINT	8	-9223372036854775808~9223372036854775807

• 每个整数类型都有对应的无符号（UNSIGNED）类型。
• 建议使用TINYINT代替ENUM。
• 避免使用整数的显示宽度。

2）实数类型

类型	字节	备注
FLOAT	4	单精度浮点数
DOUBLE	8	双精度浮点数
DECIMAL	可变	高精度定点数

• DECIMAL只是一种存储格式，MySQL以二进制的合适存储DECIMAL类型的列。在计算中，DECIMAL会转换成DOUBLE。
• 不建议指定浮点数的精度。
• 不建议使用DECIMAL。
• 建议要存储的实数乘以相应的倍数，使用整数类型运算和存储。

3）字符串类型

VARCHAR vs CHAR

类型	最大长度	备注
CHAR(size)	255字节	定长。size指定的是字符数，不是字节数。
VARCHAR(size)	65532字节	变长。size指定的是字符数，不是字节数。

• 适用VARCHAR：

  • 字符串地最大长度比平均长度大很多；
  • 列更新很少，所以碎片不是问题；
  • 使用像UTF8这样复杂地字符集，每个字符都可能使用不同的字节数进行存储。

• 适用CHAR：

  • 短字符串；
  • 所有值都接近一个长度；
  • 经常变更的列，这样不易产生碎片；

• CHAR类型的列，原字符串末尾的空格会被“干掉”，再填充空格。MySQL检索CHAR不会使用末尾的空格。（列是定长的，MySQL没有存储写入的字符串有多长，只好一刀切，末尾的空格都忽略掉。）

• VARCHAR末尾的空格不会被“干掉”，检索的时候会用到。（MySQL存储了写入的字符串的长度，这样可以知道字符串末尾有多少各空格是你写入的。）

• VARCHAR(5)和VARCHAR(200)，如果都只存了"abc"，它们有什么不同呢？实际上，MySQL会分配固定大小地内存块来保存内部值，因此VARCHAR(200)的列尽管只存了和VARCHAR(5)一样的字符串，但是分配的内存可能会大得多。

BINARY vs VARBINARY

类型	最大长度	备注
BINARY	255	定长
VARBINARY	65535	变长

• BINARY和VARBINARY与CHAR和VARCHAR非常类似。
• BINARY和VARBINARY存储的是二进制字符串，与字符集无关。
• BINARY的末尾会被填充\0，并且会加入检索。

BLOB vs TEXT

L表示数据的长度。
L+x表示存储需要的空间。

类型	存储
TINYBLOB	L+1 bytes, L < 2^8
SMALLBLOB/BLOB	L+2 bytes, L < 2^16
MEDIUMBLOB	L+3 bytes, L < 2^24
LONGBLOB	L+4 bytes, L < 2^32
TINYTEXT	L+1 bytes, L < 2^8
SMALLTEXT/TEXT	L+2 bytes, L < 2^16
MEDIUMTEXT	L+3 bytes, L < 2^24
LONGTEXT	L+4 bytes, L < 2^32

• BLOB系列存储二进制字符串，与字符集无关。
• TEXT系列存储非二进制字符串，与字符集相关。
• 一般情况下，你可以认为BLOB是一个更大的VARBINARY；TEXT是一个更大的VARCHAR。
• MySQL只能对BLOB和TEXT的前面max_sort_length各字符进行排序和索引。
• BLOB和TEXT都不能有default value。
• 当BLOB和TEXT的长度太大时，InnoDB会使用专门的“外部”存储区域来进行存储。

4）日期和时间类型

5）一些原则

• 选择最小的满足需求的数据类型。

一般情况下，应该尽量使用可以正确存储数据的最小数据类型。
简单就好。

比如，用MySQL的内建类型date, time, datetime来存储时间，而不是使用字符串；用INT UNSIGNED来存储IPv4地址。

如何存储IPv6的地址？IPv6地址128bit，MySQL最大的整数类型BIGINT只有64bit。可以将其存储成定长（16字节）的二进制字符？

• 尽量避免使用NULL。

四.MySQL体系结构简介

4.1.MySQL逻辑概念

图片来自网络

• 连接层
  通讯协议的处理、线程处理、网络权限、账号认证等

• 处理层
  权限处理、结果缓存(Query cache)、查询解析、优化器、查询执行、返回等

• 存储层
  用于持久化处理层的数据，innodb、MyISAM、Memory、Heap

4.2.MySQL存储结构

• 实例
  由数据库后台进程/线程以及一个共享区域组成(程序的概念),数据库实例是用来操作数据库文件的

• 数据库
  数据库（数据库文件）是一个或者一组二进制文件，通常来说存在与文件系统之上

• 单进程多线程结构
  不会影响MySQL的性能，看程序如何写。（多进程程序，进程间通信开销大于多线程）

• 存储引擎的概念
  可以理解成文件系统，例如FAT32, NTFS, EXT4。 一个表是一个分区，引擎就是分区的文件系统
  存储引擎的对象就是表

• 逻辑存储结构
  instance
  database
  schema
  tablespace
  table

4.3.MySQL文件结构

图片来自原创

• MySQL配置文件
  my.cnf

• 表结构的组成
  表结构定义文件：frm
  innodb数据文件：ibd
  MyISAM数据文件：myi
  共享表空间文件：ibdata*

• error log(错误日志)
  error_log

• binary log(二进制日志)
  记录数据库写入操作的日志,可以用于备份恢复后者是master/slave 的复制
  log_bin
  log_bin_index
  log_bin_basename

• slow query log(慢日志)
  将运行超过某一个时间戳的阈值的SQL语句记录到文件
  slow_query_log
  slow_launch_time
  slow_query_log_file

• general log(常规日志也叫全量日志)
  开启后将记录所有链接到MySQL任何的操作
  general_log
  general_log_file

• relay-log(中继日志)
  io_thread 从master读到的日志写到中继日志中,供sql_thread执行完,已完成复制成功
  relay_log=relay-bin

• innodb redo log
  5.6之前redo log 个数总大小不能超过4G
  5.6.之前redo log的大小不能更改,变更后数据器启动失败
  innodb_log_group_home_dir=/data01/mysql/mysql3306/logs
  innodb_log_file_size=200M
  innodb_log_files_in_group=3