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一、数据库简介
1.1 为什么要使用数据库
- 持久化：
把数据保存到可掉电式存储设备中供以后使用，大多数情况下，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以“固话”
- 持久化的主要作用：
将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、xml数据文件中
如下，即将数据持久化的示意图
1.2 数据库与数据库管理系统
- DB：数据库（Database）
即存储数据的仓库，其本质是一个文件系统，它保存了一系列有组织的数据
- DBMS：数据库管理系统（Database Management System）
是一种曹忠和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制，用户通过数据库管理系统访问数据库表内的数据
- SQL：结构化查询语言（Structured Query Language）
专门用来与数据库通信的语言
1.3 数据库与数据库管理系统的关系
数据库管理系系统（DBMS）可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库，为保存应用中实体的数据，一般会在数据库创建多个表，以保存程序中实体用户的数据
数据库管理系统、数据库、表的关系如下所示：
1.4 常见的数据库管理系统排名（DBMS）
常用的数据库管理软件有Oracle，MySQL，Microsoft SQL Server，PostgreSQL，MongoDB等等，以下为最新的2022年5月份的数据库排名，实时排名查询网站为数据库排名网站
常用数据库的发展趋势如下，可以看出，前三的Oracle，Mysql，Microsoft SQL Server一直遥遥领先，没的说，值得注意的是Snowflask上升趋势非常明显，那么从追求新技术发展的角度来说，可以抽出一点时间具体了解了解，此外，PostgreSQL，MongoDB上升趋势也是很明显，那么时不时抽出来点时间关注一下这些趋势的变化特点，有助于能及时抓住技术发展的方向，数据库发展趋势的链接
1.5 常见的数据库
Oracle
- 1979年，Oracle 2诞生，它是第一个商用的RDMBS（关系型数据库管理系统），随着Oracle名气越来越大，公司名也改名叫Oracle公司了
- 2007年，Oracle以总计85亿美金收购BES Systems
- 2008年，SUN以10亿美金收购MySQL
- 2009年，Oracle以总计74亿美金收购SUN，即Oracle拥有了MySQL的管理权，至此，Oracle公司在数据库领域中成为绝对的领导者
- 2013年，甲骨文超过IBM，成为继Microsoft后全球第二大软件公司
SQL Server
- SQL Server是微软开发的大型商业数据库，诞生于1989年，因为微软C#，.net等编程语言使用比较多，SQL Server与windows完全集成，也可以很好与Microsoft 产品集成
DB2
- IBM公司的数据库产品，收费的，常用于银行系统
PostgreSQL
- PostgreSQL的稳定性极强，最符合SQL标准，开放源码，具备商业级DBMS质量，PostgreSQL对数据量大的文本以及SQL处理较快
SyBase
- 已经淡出历史舞台了，提供了一个非常专业数据建模的工具PowerDesigner
SQLite
- 嵌入式的小型数据库，应用在手机端。特点是零配置，SQLite3不用安装，不用配置，不用启动关闭或者配置数据库实例，当系统崩溃后不用做任何恢复操作，在下次使用数据库的时候自动恢复
二、MySQL简介
2.1 概述
- MySQL是一个开放源代码的关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB（创始人：Michael Widenius）公司1995年开发，迅速成为开源数据库的No.1
- 2008年被Sun公司以10亿美金收购
- 2009年Sun公司被Oracle公司收购，MariaDB应运而生，MySQL的创造者担心MySQL有闭源的风险，因此创建了MySQL的分支项目MariaDB
- MySQL 6.x版本之后分为社区版和商业版
- MySQL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将所有的数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提升了灵活性
- MySQL是开源的，所以不需要支付额外的费用
- MySQL是可以定制的，采用GPL（GNU General Public License）协议，你可以修改源码来开发自己的MySQL系统
- MySQL支持大型的数据库，可以处理拥有上千万条记录的大型数据库
- MySQL支持大型数据库，支持5000万条记录的数据仓库，32位系统表文件最大可支持4GB，64位系统支持最大表文件为8TB
- MySQL使用标准的SQL数据语言形式
- MySQL可以云秀运行与多个系统上，并且支持多种语言，这些编程语言包括C，C++，Python，Java，Perl,PHP,Ruby等
2.2 关于MySQL8.0
- MySQL从5.7版本直接跳跃发布了8.0版本
- MySQL8.0版本对MySQL源代码进行了重构，最突出的一点就是多MySQL Optimizer优化器进行了改进，不仅在速度上得到了改善，还为用户带来了更好的性能和更棒的体验
2.3 为什么选择MySQL
- 开放源代码，使用成本低
- 性能卓越，服务稳定
- 软件体积小，使用简单，并且易于维护
- 历史悠久，社区用户非常活跃，遇到问题可以寻求帮助
- 许多互联网公司在用，经过了时间的验证
2.4 Oracle VS MySQL
- Oracle更适合大型跨国企业的使用，因为他们对费用不敏感，但是对性能要求以及安全性有更高的要求
- MySQL由于其体积小、速度快、总体成本低，可以处理上千万条记录的大型数据库，尤其是开发源代码这一点，使得很多互联网公司、中小型网站选择MySQL做伪网站数据库
三、关系型数据库与非关系型数据库
3.1 关系型数据库的实质
- 关系型数据库是最古老的数据库类型，关系给你个数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系（即二维表格形式）
- 关系型数据库以行（row）和列（column）的形式存储数据，以便于用户理解，这一系列的行和列被称为表（table），一组表就组成了一个库（database）
- 表与表之间的数据记录有关系（relationship），现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均关系模型来表示，关系型数据库，就是建立在关系模型基础上的数据库
- SQL就是关系型数据库的查询语言
3.2 关系型数据库的优势
- 复杂查询：可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间非常复杂的数据查询
- 事务支持：使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现
3.3 非关系型数据库简介
非关系型数据库可以看成传统关系型数据库的功能的阉割版本，基于键值对存储数据，不需要经过SQL层的解析，性能非常高，同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能，此外，目前基本上大部分主流的非关系型数据库都是免费的
3.4 常见的非关系型数据库
相对于SQL，NoSQL泛指非关系型数据库，包括键值型数据库、文档型数据库、搜索引擎数据库、里存储数据库、图形数据库等
- 键值型数据库：
键值型数据库通过key-value键值的方式存储数据，其中key和value可以是简单的对象，也可以是复杂的对象，key作为唯一的标识符，优点是查找速度快，在这方面明显优于关系型数据库，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤，如果不知道去哪里找键，就要遍历所有的键，这就要消耗大量的计算。键值型数据库典型的使用场景作为内存缓存，Redis是最流行的键值型数据库
- 文档型数据库
此类数据库课存放并获取文档，可以是xml、json等格式，在数据库中文档作为处理信息的基本的安慰，一个文档就相当于一条记录，文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的值，MongoDB是最流行的文档型数据库，此外还有CouchDB等
- 搜索引擎数据库
虽然关系型数据库采用了索引提升检索效率，但是针对全文索引的效率却较低，搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证新能最优，核心原理是“倒排索引”，典型的产品时Solr，Elasticsearch，Splunk等
- 列式数据库
列式数据库是相对于行式数据库，Oracle，MySQL，SQL Server等数据库都是采用的行式存储（Row-base），而列式数据库将数据按照列存储到数据库中，这样的好处是可以大量降低系统的IO，适合于分布式文件系统，不足在于功能相对有限，典型产品是HBase
- 图形数据库
图形数据库，利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系，图形数据库最典型的例子就是社交网络中人与人的关系，数据模型主要是以节点和边（关系）实现，特点在于能高效解决复杂的关系问题，典型的产品有Neo4J、InfoGrid等
3.5 NoSQL的演变
- 1970：NoSQL = We have no SQL
- 1980：NoSQL = Know SQL
- 2000：NoSQL = No SQL！
- 2005：NoSQL = Not only SQL
- 2013：NoSQL = No，SQL！
NoSQL对SQL做出了很好的补充，比如实际开发中，有很多业务需求，其实并不需要完整的关系型数据库功能，非关系型数据库的功能就足够使用了，这种情况下，使用性能更高、成本更低的非关系型数据库当然是明智的选择。比如日志收集、排行榜、定时器等
四、关系型数据库设计原则
4.1 表的关联关系的种类
- 一对一关联
- 一对多关联
- 多对多关联
- 自我引用
4.2 一对一关联
- 在实际开发中应用不多，因为一对一可以创建一张表
举例：设计学生表：学号、姓名、手机号码、班级、系别、身份证号码、家庭地址、籍贯、紧急联系人，...
- 拆违两个表
- 基础信息表（蝉蛹信息）：学号、姓名、手机号码、班级、系列
- 档案信息表（不常用信息）：学号、身份证号码、家庭地址、籍贯、紧急联系人
两种建表原则
- 外键唯一：主表的主键和从表的外键唯一，形成主外键关系，外键唯一
- 外键是主键：主表的主键和从表的主键，形成主外键关系
4.3 一对多关系
- 常见实例场景：客户表和订单表，分类表和商品表，部门表和员工表
举例：
- 员工表：编号、姓名，... 所属部门
- 部门表：编号、名称、简介
- 一对多建表原则：在从表（多方）创建一个字段，字段作为外键执行主表（一方）的主键
4.4 多对多
- 多对多关系，必须创建第三个表，该表称为联接表，它将多对多关系划分为两个一对多关系，将两个表的主键都插入到第三个表中
举例：学生-课程
- 学生信息表：学号、姓名、手机号码、班级、系别，...
- 课程信息：课程编号，老师，简介
- 选课信息：一个学生可以选多门课程，一门课也可以被多个学生选择
- 多对多关系建表原则：需要创建第三张表，中间表至少两个字段，这两个字段分别作为外键指向各自一方的主键
4.5 自我引用
如下图所示的员工表，即是自我引用的例子
