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MySQL学习笔记

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1. MySQL基础

1.1. 服务启动与停止

1
2

net start mysql80
net stop mysql80

1.2. 客户端连接

  • MySQL自带client command

  • mysql [-h 127.0.0.1] [-P 3306] -u root -p [database -e sql_statement]

1.3. SQL

1.3.1. SQL通用语法

  • SQL语句可以单行或多行书写，以分号结尾
  • SQL语句可以使用空格/缩进来增强可读性
  • MySQL的SQL语句不区分大小写，关键字建议使用大写

1.3.2. SQL分类

分类 全称 说明
DDL Data Definition Language 数据定义语言，用来定义数据库对象（数据库、表、字段）
DML Data Manipulation Language 数据操作语言，用来对数据库表中的数据进行增删改
DQL Data Query Language 数据查询语言，用来查询数据库中表的记录
DCL Data Control Language 数据控制语言，用来管理数据库用户、控制数据库访问权限

1.3.3. DDL

  • 数据库操作

    • 查询

      1
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      # 查询所有数据库
SHOW DATABASES;
# 查询当前数据库
SELECT DATABASE();

    • 创建

      1
2

      # 创建数据库
CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] 数据库名 [DEFAULT CHARSET 字符集] [COLLATE 排序规则]

    • 删除

      1

      DROP DATABASE [IF EXISTS] 数据库名

    • 使用

      1

      USE 数据库名

  • 表操作

    • 查询

      1
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      # 查询当前数据库所有表
SHOW TABLES;
# 查询表结构
DESC 表名;
# 查询指定表的建表语句
SHOW CREATE TABLE 表名;

    • 创建

      1
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      # 创建表
CREATE TABLE 表名(
    字段1 type [COMMENT 字段1注释],
    字段2 type [COMMENT 字段2注释],
    ......
    字段n type [COMMENT 字段n注释]
) [ENGINE=INNODB COMMENT 表注释];

    • 修改

      1
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      # 添加字段
ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 类型(长度) [COMMENT 注释][约束]
# 修改字段数据类型
ALTER TABLE 表名 MODIFY 字段名 新数据类型(长度)
# 修改字段名和数据类型
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧字段名 新字段名 类型(长度) [COMMENT 注释][约束]
# 修改表名
ALTER TABLE 表名 RENAME TO 新表名;

    • 删除

      1
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      # 删除表
DROP TABLE [IF EXISTS] 表名;
# 删除指定表,并重新创建该表(数据清空)
TRUNCATE TABLE 表名;

1.3.4. DML

  • 添加数据

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    # 给指定字段添加一行数据
INSERT INTO 表名(字段名1, 字段名2, ...) VALUES(值1, 值2, ...);
# 给全部字段添加一行数据
INSERT INTO 表名 VALUES(值1, 值2, ...);
# 批量添加多行数据
INSERT INTO 表名(字段名1, 字段名2, ...) VALUES(值1, 值2, ...),(值1, 值2, ...);
INSERT INTO 表名 VALUES(值1, 值2, ...),(值1, 值2, ...);

    注意:

    • 插入数据时，指定字段顺序需要与值的顺序一一对应
    • 字符串和日期数据应包含在引号中
    • 插入的数据大小，应该在字段的规定范围内

  • 修改数据

    1

    UPDATE 表名 SET 字段名1=值1, 字段名2=值2,...[WHERE 条件];

    注意:

    • 修改语句的条件可选，如果没有条件，则会修改整张表所有数据

  • 删除数据

    1

    DELETE FROM 表名 [WHERE 条件]

    注意:

    • DELETE语句如果没有条件，则会删除整张表所有数据
    • DELETE语句不能删除某一个字段的值(可以使用UPDATE)

1.3.5. DQL

  • 查询语法

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    SELECT
	字段列表
FROM
	表名列表
WHERE
	条件列表
GROUP BY
	分组字段列表
HAVING
	分组后条件列表
ORDER BY
	排序字段列表
LIMIT
	分页参数

  • 基础查询

    • 查询多个字段

      1
2

      SELECT 字段1,字段2,字段3,... FROM 表名;
SELECT * FROM 表名;

    • 对查询的字段设置别名

      1

      SELECT 字段1 [AS 别名1], 字段2 [AS 别名2] ... FROM 表名;

    • 查询并去除重复记录

      1

      SELECT DISTINCT 字段列表 FROM 表名;

  • 条件查询（WHERE）

    1

    SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件列表;
    比较运算符 功能
    > 大于
    >= 大于等于
    < 小于
    <= 小于等于
    = 等于
    <> 或 != 不等于
    BETWEEN … AND … 在某个范围之内(含最小、最大值)
    IN(…) 在in之后的列表中的值，多选一
    LIKE 占位符 模糊匹配（ ’_‘ 匹配单个字符，’%‘ 匹配任意个字符）
    IS NULL 条件值为 null
    逻辑运算符 功能
    AND 或 && 逻辑与
    OR 或 || 逻辑或
    NOT 或 ！ 非

  • 聚合函数（count，max，min，avg，sum）

    将一列数据作为一个整体，进行纵向计算

    1

    SELECT 聚合函数(字段) FROM 表名;

    注意: null值不参与聚合函数运算

  • 分组查询（GROUP BY）

    1

    SELECT 字段列表 FROM 表名 [WHERE 条件] GROUP BY 分组字段名 [HAVING 分组后过滤条件]

    where和having区别：

    • 执行时机不同：where是分组之前进行过滤；而having是分组之后对结果进行过滤
    • 判断条件不同：where不能对聚合函数进行判断，而having可以（如sum(age) > 10）

    分组之后查询的字段一般为聚合函数或分组字段，查询其他字段无任何意义。

  • 排序查询（ORDER BY）

    1

    SELECT 字段列表 FROM 表名 ORDER BY 字段1 排序方式1, 字段2 排序方式2;

    排序方式：

    • ASC：升序（默认方式）
    • DESC：降序

  • 分页查询（LIMIT）

    1

    SELECT 字段列表 FROM 表名 LIMIT 起始索引,查询记录数;

    起始索引从0开始

1.3.6. DCL

  • 管理用户

    • 查询用户

      1
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      # 查询user表获取用户
USE mysql;
SELECT * FROM user;

    • 创建用户

      1

      CREATE USER '用户名@主机名' IDENTIFIED BY '密码';

      例子：

      1
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      # 创建用户test 只能够在当前主机localhost访问
create user 'test@localhost' identified by '123456';
# 创建用户test 可以在任意主机访问
create user 'test@%' identified by '123456';

    • 修改用户密码

      1

      ALTER USER '用户名@主机名' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '新密码';

    • 删除用户

      1

      DROP USER '用户名@主机名';

  • 权限控制

    MySQL定义的常用权限

    权限 说明
    ALL, ALL PRIVILEGES 所有权限
    SELECT 查询数据
    INSERT 插入数据
    UPDATE 修改数据
    DELETE 删除数据
    ALTER 修改表
    DROP 删除数据库/表/视图
    CREATE 创建数据库/表

    • 查询用户权限

      1

      SHOW GRANTS FOR '用户名@主机名';

    • 授予用户权限

      1
2

      GRANT 权限列表 ON 数据库名.表名 TO '用户名@主机名';
# 数据库名和表名可以用 * 进行通配

    • 撤销用户权限

      1

      REVOKE 权限列表 ON 数据库名.表名 FROM '用户名@主机名';

1.4. MySQL数据类型

  • 数值类型：
    • TINYINT（1 byte）；
    • SMALLINT（2 byte）;
    • MEDIUMINT（3 byte）；
    • INT（4 byte）；
    • BIGINT（8 byte）；
    • FLOAT（4 byte）；
    • DOUBLE（8 byte）;
    • DECIMAL
  • 字符串类型：
    • CHAR（0 - 255 bytes 定长字符串）；
    • VARVHAR（0 - 65535 bytes 变长字符串）；
    • TINYBLOB（0- 255 bytes 二进制数据）；
    • TINYTEXT（0 - 255 bytes 文本数据）；
    • BLOB（0 - 65535 bytes）；
    • TEXT；
    • MEDIUMBLOB；
    • MEDIUMTEXT；
    • LONGBLOB；
    • LONGTEXT
  • 日期类型：
    • DATE；年月日
    • TIME；时分秒
    • YEAR；年
    • DATETIME；年月日+时分秒
    • TIMESTAMP；时间戳

1.5. 函数

  • 字符串函数

    函数 功能
    CONCAT(S1,S2,…Sn) 字符串拼接
    LOWER(str) 将字符串转小写
    UPPER(str) 将字符串转大写
    LPAD(str, n, pad) 左填充，用pad对str左边进行填充，达到n个字符串长度
    RPAD(str, n, pad) 右填充，用pad对str右边进行填充，达到n个字符串长度
    TRIM(str) 去掉字符串头部和尾部空格
    SUBSTRING(str, start, len) 返回str从start位置起的len个长度的字符串，索引从1开始

    例子：

    1
2

    # 修改工号workno为5位 不足5为补0
update emp set workno = lpad(workno, 5, '0');

  • 数值函数

    函数 功能
    CEIL(x) 向上取整
    FLOOR(x) 向下取整
    MOD(x, y) 求模
    RAND() 返回0~1内的随机数
    ROUND(x, y) 求参数x的四舍五入值，保留y位小数

  • 日期函数

    函数 功能
    CURDATE() 返回当前日期
    CURTIME() 返回当前时间
    NOW() 返回当前日期和时间
    YEAR(date) 获取date的年
    MONTH(date) 获取date的月
    DAY(date) 获取date的日
    DATE_ADD(date, INTERVAL expr type) 返回date加上时间间隔expr后的时间
    DATEDIFF(date1, date2) 返回起始date1和结束date2中间的天数

    例子：

    1
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    select YEAR(now());
select DATE_ADD(now(), INTERVAL 1 YEAR );
select DATEDIFF('2022-10-1', '2022-10-10'); # -9

  • 流程函数

    函数 功能
    IF(value, t, f) 如果value为true，则返回t，否则返回f
    IFNULL(value1, value2) 如果value1不为空，返回value1，否则返回value2
    CASE WHEN [val1] THEN [res1] … ELSE [default] END 如果val1为true，则返回res1，…否则返回default
    CASE [expr] WHEN [val1] THEN [res1] … ELSE [default] END 如果expr等于val1，则返回res1，…否则返回default

    例子：

    1
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7

    select if(false, 'OK', 'Error'); # Error
select ifnull('OK', 'default');  # OK
select ifnull(null, 'default');  # default
select
	name,
	(case workaddress when '北京' then '一线城市' when '上海' then '一线城市' else '二线城市' end as) city
from emp;

1.6. 约束

  • 概念

    约束是作用于表中字段上的规则，用于限制存储在表中的数据

    目的是保证数据库中数据的正确性，有效性和完整性

    约束可以在创建表/修改表的时候指定

  • 分类

    约束 描述 关键字
    非空约束 限制该字段值不能为null NOT NULL
    唯一约束 保证该字段的所有数据都是唯一、不重复的 UNIQUE
    主键约束 主键是一行数据的唯一标识，要求非空且唯一 PRIMARY KEY
    默认约束 保存数据时，如果未指定该字段值，则采用默认值 DEFAULT
    检查约束 保证字段值满足某一条件 CHECK
    外键约束 用来让两张表的数据建立连接，保证数据一致性和完整性 FOREIGN KEY

    例子：

    1
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    # 常见约束
create table user(
    id int primary key auto_increment comment '主键',
    name varchar(10) not null unique,
    age int check ( age > 0 and age <= 120 ),
    status char(1) default '1' comment '状态',
    gender char(1)
) comment '用户表';

  • 外键约束

    外键的字段在另一个表(父表)中必须为唯一索引

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    # 创建表时添加外键
CREATE TABLE 表名(
	字段名 字段类型,
    ...
    [CONSTRAINT] [外键名称] FOREIGN KEY(外键字段名) REFERENCES 主表(主表列名)
);

# 修改表添加外键
ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY(外键字段名) REFERENCES 主表(主表列名);

# 删除外键
ALTER TABLE 表名 DROP FOREIGN KEY 外键名称;

    外键删除/更新行为

    行为 说明
    NO ACTION 当在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有则不允许删除/更新
    RESTRICT 当在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有则不允许删除/更新
    CASCADE 在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有则对应删除/更新子表记录
    SET NULL 在父表中删除/更新对应记录时，首先检查该记录是否有对应外键，如果有则设置子表中该外键为null
    SET DEFAULT 父表有变更时，子表将外键列设置为一个默认值（Innodb不支持） 
    1
2

    # 设置更新、删除时的行为
ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT 外键名称 FOREIGN KEY(外键字段名) REFERENCES 主表(主表列名) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE;

1.7. 多表查询

  • 内连接

    相当于查询A、B表交集部分数据

    • 隐式内连接

      1

      SELECT 字段列表 FROM 表1,表2 WHERE 条件...;

    • 显式内连接

      1

      SELECT 字段列表 FROM 表1 [INNER] JOIN 表2 ON 连接条件...;

  • 外连接

    • 左外连接

      查询左表所有数据，以及两张表交集部分数据

      1

      SELECT 字段列表 FROM 表1 LEFT [OUTER] JOIN 表2 ON 条件...;

    • 右外连接

      查询右表所有数据，以及两张表交集部分数据

      1

      SELECT 字段列表 FROM 表1 RIGHT [OUTER] JOIN 表2 ON 条件...;

  • 自连接

    当前表与自身的连接查询，自连接必须使用表别名

    自连接可以是内连接也可以是外连接

    1

    SELECT 字段列表 FROM 表A 别名A [LEFT RIGHT] JOIN 表A 别名B ON 条件...;

  • 联合查询

    把多次查询的结果合并起来，形成一个新的查询结果集

    1
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3

    SELECT 字段列表 FROM 表A ...
UNION [ALL]
SELECT 字段列表 FROM 表B ...;

    注意：

    • 对于联合查询结果的多张表的列数和字段类型必须保持一致
    • UNION ALL 连接所有结果；UNION 连接所有结果并去重

  • 子查询

    SQL语句中嵌套SELECT语句，称为嵌套查询，又称子查询

    1

    SELECT * FROM t1 WHERE column1=(SELECT column1 FROM t2);

    • 标量子查询(子查询结果为单个值)

      常用操作符：>，<，=，<=，>=

      例子：

      1

      select * from emp where depy_id = (select id from dept where name = '销售部');

    • 列子查询(子查询结果为一列)

      常用操作符：IN，NOT IN，ANY，SOME，ALL

      例子：

      1
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      # 查询销售部和市场部所有员工信息
select * from emp where dept_id in (select id from dept where name = '销售部' or name = '市场部');
# 查询比财务部所有员工工资都高的员工信息
select * from emp where salary > all (select salary from emp where dept_id = (select id from dept where name = '财务部'));

    • 行子查询(子查询结果为一行)

      常用操作符：=，<>，IN，NOT IN

      例子：

      1
2

      # 查询与张三薪资和直属领导相同的员工信息
select * from emp where (salary, managerid) = (select salary, managerid from emp where name = '张三');

    • 表子查询(子查询结果为多行多列)

      常用操作符：IN

      1
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4

      # 查询与张三和李四职位与薪资相同的员工信息
select * from emp where (job, salary) in (select job, salary from emp where name = '张三' or name = '李四');
# 查询入职日期是2006-01-01之后的员工信息及其部门信息
select * from (select * from emp where entrydate > '2006-01-01') e left join dept d where e.dept_id = d.id;

1.8. 事务

事务是一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

1.8.1. 事务操作

  • 查看/设置事务提交方式

    1
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    # --- 方式一 ---
# 查看事务提交方式 0为手动提交 1为自动提交
SELECT @@autocommit;
# 设置事务提交方式为手动
SET @@autocommit=0;

  • 开启事务

    1
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    # --- 方式二 ---
# 显式开启事务
START TRANSACTION; 
# 或者
BEGIN;

  • 提交事务

    1

    COMMIT;

  • 回滚事务

    1
2

    # 回滚之前所有操作
ROLLBACK

1.8.2. 事务四大特性(ACID)

  • 原子性（Atomicity）

    事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。

  • 一致性（Consistency）

    事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态

  • 隔离性（Isolation）

    数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。

  • 持久性（Durability）

    事务一旦提交或回滚，它对数据库中的数据的改变就是永久的。

1.8.3. 并发事务问题

问题 描述
脏读 一个事务读到另一个事务还没有提交的数据
不可重复读 一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同，称为不可重复读
幻读 一个事务按照条件查询数据时，没有对应的数据行，但在插入数据时，又发现这行数据已经存在

1.8.4. 事务隔离级别

隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
Read uncommitted √ √ √
Read committed × √ √
Repeatable Read(默认) × × √
Serializable × × × 
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5

# 查看事务隔离级别
SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;

# 设置事务隔离级别
SET [SESSION|GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE};

2. MySQL进阶

2.1. 存储引擎

1
2

# 查看当前数据库支持的存储引擎
SHOW ENGINES;

  • InnoDB

    MySQL默认存储引擎

    特点：

    • DML操作遵循ACID模型，支持事务
    • 行级锁，提高并发访问性能
    • 支持外键约束

  • MyISAM

    MySQL早期默认的存储引擎

    特点：

    • 不支持事务
    • 支持表锁，不支持行锁
    • 访问速度快

  • Memory

    特点：

    • 表数据存储在内存中
    • hash索引（默认）

2.2. 索引

2.2.1. 索引结构

索引结构 描述
B+Tree 最常见，大部分引擎都支持
Hash 使用哈希表实现，只有精确匹配索引列的查询才有效，不支持范围查询
R-Tree（空间索引） 主要用于地理空间数据类型
Full-text（全文索引） 是一种通过建立倒排索引，快速匹配文档的方式

  • B-Tree（多路平衡查找树）

    image-20220908175835838

  • B+Tree

    相较于B-Tree区别：

    • 所有数据都会出现在叶子节点
    • 叶子节点形成一个单向链表

    image-20220908180815830

    为什么InnoDB存储引擎选择使用B+Tree？

    • 相对于二叉树，层级更少，搜索效率更高
    • 对于B-Tree，无论是叶子节点还是非叶子节点，都会保存数据，这样导致一夜中存储的键值减少，指针跟着减少，要同样保存大量数据，只能增加树的高度，导致性能降低
    • 相对于hash索引，B+Tree支持范围匹配及排序操作

2.2.2. 索引分类

分类 含义 特点 关键字
主键索引 针对表中主键创建的索引 默认自动创建，只能有一个 PRIMARY
唯一索引 避免同一个表中某数据列值重复 可以有多个 UNIQUE
常规索引 快速定位特定数据 可以有多个
全文索引 查找文本的关键词，而不是比较索引值 可以有多个 FULLTEXT

在InnoDB存储引擎中，根据索引存储形式，又分为以下两种：

分类 含义 特点
聚集索引 将数据存储与索引放到一块，索引结构的叶子节点保存了行数据 必须有且只有1个
二级索引 将数据与索引分开存储，索引结构的叶子节点关联的是对应主键 可以存在多个

聚集索引选取规则：

  • 如果存在主键，主键索引就是聚集索引
  • 如果不存在主键，将使用第一个唯一（UNIQUE）索引作为聚集索引
  • 如果没有主键也没有唯一索引，则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏聚集索引

2.2.3. 索引语法

  • 创建索引

    1

    CREATE [UNIQUE | FULLTEXT] INDEX index_name ON 表名(index_col_name,...);

  • 查看索引

    1

    SHOW INDEX FROM 表名;

  • 删除索引

    1

    DROP INDEX index_name ON 表名;

    例子：

    1
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6

    # 创建常规索引
create index idx_user_name on tb_user(name);
# 创建唯一索引
create index idx_user_phone on tb_user(phone);
# 创建联合索引
create index idx_user_pro_age_sta on tb_user(profession, age, status);

2.2.4. SQL性能分析

  • SQL执行频率

    1

    SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'COM_______';

  • 慢查询日志

    慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数（long_query_time）的所有SQL语句的日志

    1
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    # 查询慢查询日志是否开启
SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log';

# /etc/my.cnf配置慢查询
# 开启MySQL慢查询日志开关
slow_query_log=1
# 设置慢日志时间为2秒,SQL语句执行超过2秒则视为慢查询
long_query_time=2

  • profile详情

    show profiles能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了

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    # 查看当前MySQL是否支持profile操作
SELECT @@have_profiling;

# 查看profile操作是否开启
SELECT @@profiling;

# 开启profile操作
SET profiling=1;

# 查看sql操作耗时
SHOW profiles;

# 查看指定query_id的SQL语句各个阶段耗时情况
SHOW PROFILE FOR QUERY query_id;

# 查看指定query_id的SQL语句CPU使用情况
SHOW PROFILE CPU FOR QUERY query_id;

  • explain执行计划

    EXPLAIN或者DESC命令获取MySQL如何执行SELECT语句的信息，包括在SELECT语句执行过程中表如何连接和连接的顺序

    1
2

    # 直接在select语句之前加上EXPLAIN
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件;

    EXPLAIN执行计划各字段含义：

    • id

      select查询的序列号，表示查询中执行select字句或是操作表的顺序（id相同，执行顺序从上到下；id不同，值越大越先执行）

    • select_type

      表示SELECT类型，常见取值有SIMPLE（简单表，即不适用表连接或子查询），PRIMARY（主查询，即外层的查询），UNION（联合查询中的第二个或后面的查询语句），SUBQUERY（SELECT/WHERE之后包含的子查询）等

    • type

      表示连接类型，性能由好到差的连接类型为NULL、systen、const、eq_ref、ref、range、index、all

    • possible_key

      显示可能应用在这张表上的索引，一个或多个

    • key

      实际使用的索引，如果为NULL，则没有使用索引

    • key_len

      表示索引中使用的字节数，该值为索引字段使用的最大字节数

    • rows

      MySQL认为必须要执行查询的行数，是一个估计值

    • filtered

      表示返回结果的行数占需读取行数的百分比，filtered值越大越好

2.2.5. 索引使用

  • 最左前缀法则

    如果索引了多列（联合索引），要遵循最左前缀法则，指的是查询从索引最左列开始，并且不跳过索引中的列（条件内必须从最左侧开始指定索引字段）。如果跳过某一列索引，则会引起后面的索引失效。

  • 范围查询

    联合索引中，出现范围查询><，范围查询右侧的列索引失效。

  • 索引列运算

    不要在索引列上进行运算，否则索引失效

    例子：

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    # 索引字段为phone
explain select * from tb_user where substring(phone, 10, 2) = '15';

  • 字符串不加引号

    字符串类型字段使用时，不加引号，索引将失效

    例子：

    1
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    # phone为字符串类型
explain select * from tb_user where phone = 17720000015;

  • 模糊查询

    如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效；如果是头部模糊匹配，索引失效

  • or连接的条件

    用or分开的条件，如果or前的条件中的列有索引，而后面列没有索引，则索引都失效

  • 数据分布影响

    如果MySQL评估走索引比全表扫描还慢，则不使用索引

  • SQL提示

    SQL提示是优化数据库的一个重要手段，简单来说，就是在SQL语句中加入一些人为的提示来达到优化操作的目的

    1

    SELECT * FROM 表名 [use index | ignore index | force index(索引名)] where 条件;

  • 覆盖索引

    尽量使用覆盖索引（查询使用了索引，并且需要返回的列，在该索引中已经全部能够找到），减少select *

    • using index condition

      查找使用了索引，但是需要回表查询数据

    • using where; using index

      查找使用了索引，但是需要的数据都在索引列中能找到，不需要回表查询

  • 前缀索引

    当字段类型为字符串时，有时需要索引很长的字符串，会让索引变得很大，查询时浪费磁盘IO，影响查询效率。此时可以只将字符串一部分前缀建立索引，提高索引效率

    1

    CREATE INDEX idx_xxxx ON 表名(字段名(n))

  • 单列索引与联合索引

    单列索引：即一个索引只包含单个列

    联合索引：即一个索引包含了多个列

    在业务场景中，如果存在多个查询条件，考虑针对查询字段建立索引时，建议使用联合索引，而非单列索引。

2.2.6. 索引设计原则

  • 针对数据量较大，且查询比较频繁的表建立索引
  • 针对常作为查询条件（where）、排序（order by）、分组（group by）操作的字段建立索引
  • 尽量选择区分度高的列作为索引，尽量建立唯一索引
  • 如果是字符串类型字段，字段长度较长可以建立前缀索引
  • 尽量使用联合索引，减少单列索引，查询时，避免回表，提高查询效率
  • 控制总的索引数量
  • 如果索引列不能存储NULL值，在创建表时需要使用NOT NULL约束。当优化器知道每列是否包含NULL值时，它可以更好地选择合适的索引用于查询。

2.3. SQL优化

  • 插入数据优化

    • 批量插入，合并到一条insert语句

    • 手动事务提交

    • 按照主键顺序插入，顺序插入性能高于乱序插入

    • 如果一次性大批量插入，使用insert性能较低，此时可以使用MySQL提供的load指令进行插入

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      # 客户端连接服务端时，加上参数 --local-infile
mysql --local-infile -u root -p
# 设置全局参数local_infile为1，开启本地加载开关
set global local_infile = 1;
# 执行load指令加载
load data local infile '/root/sql1.log' into table tb_user fields terminated by ',' lines terminated by '\n';

  • 主键优化

    • 页分裂
    • 页合并
    • 满足业务需求情况下，尽量降低主键长度
    • 插入数据时，尽量选择顺序插入，选择使用AUTO_INCREMENT自增主键，减少页分裂
    • 尽量不要使用UUID做主键或其他自然主键，如身份证号
    • 业务操作时，尽量避免对主键修改

  • order by优化

    • using filesort

      通过表的索引或全表扫描，读取满足条件的数据行，然后在排序缓冲区内完成排序操作，而不是通过索引直接返回排序结果。

    • using index

      通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据，操作效率高。

    • 根据排序字段建立合适的索引，多字段排序时，也遵循最左前缀法则

    • 尽量使用覆盖索引

    • 多字段排序，一个升序一个降序，此时需要注意联合索引在创建时的规则

    • 如果不可避免出现filesort时，大数据量排序时，可以适当增大排序缓冲区大小

  • group by优化

    • 在分组操作时，可以通过索引来提高效率
    • 分组操作时，索引的使用也是满足最左前缀法则的
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    # using index的例子
# 建立联合索引, 查询时直接走索引顺序扫描即可得到结果
create index idx_name_age on tb_user(name, age);
select name, sum(age) from tb_user group by name, age;

  • limit优化

    • 一般分页查询时，可以通过覆盖索引+子查询形式进行优化

  • count优化

    • InnoDB引擎执行count(*)时，需要把数据一行行读出计数，要优化建议自己维护计数

  • update优化

    • InnoDB的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁，并且该索引不能失效，否则会从行锁升级为表锁
    • 尽量根据主键/索引字段进行数据更新

2.4. 视图/存储过程/存储函数/触发器

2.4.1. 视图（VIEW）

  • 概念

    视图是一种虚拟存在的表，视图中的数据并不在数据库中实际存在，视图内行和列的数据来自定义视图的查询中使用的表，并且是在使用视图时动态生成的。

    通俗的讲，视图只保存了查询的SQL逻辑，不保存查询结果

  • 创建视图

    1

    CREATE [OR REPLACE] VIEW 视图名称[(列名列表)] AS SELECT语句 [WITH[CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION];

    例子：

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    create or replace view as stu_v_1 as select id, name from student where id <= 10;

  • 查询视图

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    # 查看创建视图的语句
SHOW CREATE VIEW 视图名;
# 查询视图数据
SELECT * from 视图名;

  • 修改视图

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    # 方法一 直接创建替换视图
CREATE [OR REPLACE] VIEW 视图名称[(列名列表)] AS SELECT语句 [WITH[CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION]
# 方法二 
ALTER VIEW 视图名称[(列名列表)] AS SELECT语句 [WITH[CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION];

  • 删除视图

    1

    DROP VIEW [IF EXISTS] 视图名称 [,视图名称]...;

  • 视图检查选项

    使用WITH CHECK OPTION创建视图时，MySQL会通过视图检查正在更改的每个行，使其符合视图的定义。MySQL允许基于另一个视图创建视图，它还会检查依赖视图中的规则以保持一致性。为了确定检查范围，MySQL提供了CASCADED和LOCAL两个选项。

    CASCADED 不仅检查当前修改数据是否满足本身视图，也会递归检查是否满足上级视图条件

    LOCAL也 会递归上级视图，但是仅检查定义有LOCAL的视图的条件是否满足

  • 视图的更新

    要使视图可更新，视图中的行与基础表中的行必须是一对一的关系。如果视图包含一下任何一项，则视图不可更新：

    1. 聚合函数
    2. DISTINCT
    3. GROUP BY
    4. HAVING
    5. UNION 或 UNION ALL

  • 视图的作用

    • 简单

      视图不仅可以简化用户对数据的理解，也可以简化他们的操作，那些经常被使用的查询可以被定义为视图，从而使得用户不必为以后的操作每次指定全部条件

    • 安全

      数据库可以授权，但不能授权到数据库特定行和列上，而通过视图用户只能查询和修改他们所能见到的数据

    • 数据独立

      帮助用户屏蔽真实表结构变化带来的影响(比如列名改变)，相当于针对基表做了一层封装

2.4.2. 存储过程（PROCEDURE）

  • 概念

    存储过程是实现经过编译并存储在数据库中的一段SQL语句的集合，就是数据库SQL语言层面的代码封装与重用。

  • 特点

    • 封装、复用
    • 可以接受参数，也可以返回数据
    • 减少网络交互，提升效率

  • 创建存储过程

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    CREATE PROCEDURE 存储过程名称([IN/OUT/INOUT 参数名 参数类型])
BEGIN
	-- SQL语句 [或结合条件控制语句];
END;

  • 调用存储过程

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    CALL 名称([参数列表]);

  • 查看存储过程

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    # 从mysql自带表内查看存储过程xxx及其状态信息
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.ROUTINES WHERE ROUTINE_SCHEMA='xxx';
# 查看某个存储过程定义
SHOW CREATE PROCEDURE 存储过程名称;

  • 删除存储过程

    1

    DROP PROCEDURE [IF EXISTS] 存储过程名称;

  • 变量

    • 系统变量

      分为全局变量（GLOBAL）、会话变量（SESSION）

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      # 查看系统变量
SHOW [SESSION | GLOBAL] VARIABLES;
SHOW [SESSION | GLOBAL] VARIABLES LIKE '...';
SELECT @@[SESSION | GLOBAL.]系统变量名;

# 设置系统变量
SET [SESSION | GLOBAL] 系统变量名=值;
SET @@[SESSION | GLOBAL] 系统变量名=值;

    • 用户自定义变量

      用户变量不用提前声明，在用的时候直接使用“@变量名”即可，其作用域为当前连接

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      # 定义
SET @var_name=expr [,@var_para1=expr1]...;
SET @var_name:=expr [,@var_para1:=expr1]...;
SELECT @var_name:=expr [,@var_para1:=expr1]...;
SELECT 字段名 INTO @var_name FROM 表名;

# 使用
SELECT @var_name;

    • 局部变量

      访问之前需要DECLARE声明，可用作存储过程内的局部变量和输入参数，其作用范围为其内声明的BEGIN ... END块

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      # 声明 default指定默认值
DECLARE 变量名 变量类型[DEFAULT ...];

# 赋值
SET 变量名=值;
SET 变量名:=值;
SELECT 字段名 INTO 变量名 FROM 表名...;

  • IF条件判断

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    IF 条件1 THEN
	...
ELSEIF 条件2 THEN    
	...
ELSE			
	...
END IF;

  • 参数

    类型 含义
    IN 该类参数作为输入，也即是需要调用时传入值
    OUT 该类参数作为输出，也就是作为返回值
    INOUT 既可以作为输入参数，也可以作为输出参数

  • CASE

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    # 方式一 when后为value
CASE case_value
	WHEN when_value1 THEN statement_list1
	[WHEN when_value2 THEN statement_list2]...
	[ELSE statement_list]
END CASE;

# 方式二 when后为条件表达式
CASE 
	WHEN search_condition1 THEN statement_list1
	[WHEN search_condition2 THEN statement_list2]...
	[ELSE statement_list]
END CASE;

  • WHILE/REPEAT/LOOP循环

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    # while  满足条件进行循环
WHILE 条件 DO
	SQL逻辑...
END WHILE;

# repeat 满足条件推出循环
REPEAT
	SQL逻辑
	UNTIL 条件
END REPEAT;

# loop 可配合LEAVE和ITERATE使用
# LEAVE    退出循环
# ITERATE  跳过剩下语句直接进入下一次循环
[begin_label:] LOOP
	SQL逻辑
	[leave begin_label;]
	[ITERATE begin_label;]
END LOOP [end_label];

LEAVE label;   -- 退出循环
ITERATE label; -- 直接进入下一次循环

  • 游标

    游标是用来存储查询结果集的数据类型，在存储过程和函数中可以使用游标对结果集进行循环处理。游标使用包括游标的声明、OPEN、FETCH和CLOSE

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    # 声明游标
DECLARE 游标名称 CURSOR FOR 查询语句;

# 打开游标
OPEN 游标名称;

# 获取游标记录
FETCH 游标名称 INTO 变量[,变量]

# 关闭游标
CLOSE 游标名称;

  • 条件处理handler

    用来定义在流程控制结构中执行过程中遇到问题时对应的处理步骤

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    DECLARE handler_action HANDLER FOR condition_value [,condition_value]... statement;

# handler_action
	CONTINUE  -- 继续执行当前程序
	EXIT      -- 终止执行当前程序

# condition_value
	SQLSTATE sqlstate_value  -- 状态码，如02000
	SQLWARNING               -- 所有以01开头的SQLSTATE代码的缩写
	NOT FOUND                -- 所有以02开头的SQLSTATE代码的缩写
	SQLEXCEPTION             -- 所有没有被SQLWARNING或NOT FOUND捕获的代码简写

# 例子 -- 异常处理关闭游标并退出函数
declare exit handler for SQLSTATE '02000' close u_cursor;

2.4.3. 存储函数（FUNCTION）

存储函数是有返回值的存储过程，存储函数的参数只能为IN类型

存储函数使用较少，存储函数可以实现的功能存储过程均可以实现

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CREATE FUNCTION 存储函数名称([参数列表])
RETURNS type [characteristic...]
BEGIN
	-- SQL 语句
	RETURN ...;
END;

# characteristic 特性说明
  DETERMINISTIC     -- 相同的输入参数总是产生相同的结果
  NO SQL            -- 不包含SQL语句
  READS SQL DATA    -- 包含读取数据的语句，但不包含写入数据的语句

2.4.4. 触发器（TRIGGER）

  • 概念

    触发器是与表有关的数据库对象，指在insert/update/delete之前或之后，触发并执行触发器中定义的SQL语句集合。

    触发器可以用来协助应用在数据库端保证数据的完整性，日志记录，数据校验等工作

    使用别名OLD和NEW来引用触发器中发生变化的记录内容（行记录）

    现在触发器还只支持行级触发，不支持语句级触发器

  • 创建触发器

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    CREATE TRIGGER trigger_name
BEFORE/AFTER INSEART/UPDATE/DELETE
ON tb_name FOR EACH ROW            -- 行级触发器
BEGIN
	trigger_statement;
END;

  • 查看触发器

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    SHOW TRIGGERS;

  • 删除触发器

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    DROP TRIGGER [schema_name.]trigger_name;  
-- 如果没有指定数据库名schema_name 默认为当前数据库

2.5. 锁

2.5.1. 全局锁

对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例就处于只读状态

典型使用场景是做全库的逻辑备份，对所有表进行锁定，从而获取一致性视图，保证数据的完备性

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flush tables with read lock;                         -- 上全局锁
mysql dump [-h host] -uroot -pxxxx db > /usr/db.sql  -- 备份
unlock tables;                                       -- 释放全局锁

-- 在InnoDB引擎中，可以在备份时加上 --single-transaction 参数来完成不加锁的数据一致性备份

2.5.2. 表级锁

每次锁住整张表，锁定粒度大，发生锁冲突概率最高，并发度最低

  • 表锁

    • 表共享读锁（read lock）

      只能读不能写，允许其他客户端共享读，但会阻塞其他客户端的写

    • 表独占写锁（write lock）

      当前客户端独占，既能读也能写，其他客户端不能读也不能写

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    # 加锁
lock tables 表名... read / write;
# 释放锁
unlock tables;

  • 元数据锁（meta data lock，MDL）

    MDL加锁过程是系统自动控制，在访问一张表的时候会自动加上。主要作用是维护表元数据的数据一致性，在表上有事务活动时，不可以对元数据进行写入操作（即修改表结构）。为了避免DML和DDL的冲突，保证读写正确性。

    MySQL对一张表进行增删改查的时候，加MDL读锁（共享）；当对表结构进行变更操作时，加MDL写锁（排他）

  • 意向锁

    为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在InnoDB中引入了意向锁，是的表锁不用检查每行数据是否加锁，使用意向锁来减少表锁的检查

2.5.3. 行级锁

每次操作锁住对应行数据。锁粒度最小，并发度最高

InnoDB的数据是基于索引组织的，行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的，而不是对记录加的锁

  • 行锁

    锁定单个行记录的锁，防止其他事务对此进行update和delete，在RC、RR隔离级别下都支持。

  • 间隙锁

    锁定索引记录间隙（不含该记录），确保索引记录间隙不变，防止其他事务在这个间隙进行insert，产生幻读。在RR隔离级别下支持。

  • 临键锁

    行锁和间隙锁组合，同时锁住数据和间隙，在RR隔离级别下支持

  1. 索引上的等值查询（唯一索引），给不存在的记录加锁时，优化为间隙锁
  2. 索引上的等值查询（普通索引），向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，临键锁退化为间隙锁
  3. 索引上的范围查询（唯一索引），会访问到不满足条件的第一个值为止

2.6. InnoDB引擎

2.6.1. 架构

  • 逻辑存储结构

    表空间、段、区、页、行

  • 内存结构

  • 磁盘结构

2.6.2. 事务原理

  • redo log

    重做日志，记录的是事务提交时数据页的物理修改，用来实现事务的持久性

  • undo log

    回滚日志，用于记录数据被修改之前的信息，作用：提供回滚和MVCC（多版本并发控制），保证事务的原子性

2.6.3. MVCC（多版本并发控制）

  • 基本概念

    • 当前读

      读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其它并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁

      select … lock in share mode(共享锁)，select … for update、update、insert、delete（排它锁）都是一种当前读

    • 快照读

      简单的select（不加锁）是快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁，是非阻塞读

  • 记录中的隐藏字段

    隐藏字段 含义
    DB_TRX_ID 最近修改事务ID
    DB_ROLL_PTR 回滚指针，指向这条记录的上一个版本
    DB_ROW_ID 隐藏主键，如果表结构没有指定主键，将会生成该隐藏字段

  • ReadView

    ReadView（读视图）是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃（未提交）的事务ID

2.7. MySQL管理

2.7.1. 系统数据库

数据库 含义
mysql 存储MySQL服务器正常运行所需要的各种信息（时区、主从、用户、权限等）
information_schema 提供访问数据库元数据的各种表和视图，元数据包含数据库，表，字段类型及访问权限等
performance_schema 为MySQL服务器运行时提供了一个底层监控功能，主要用于收集数据库服务器性能参数
sys 包含一系列方便DBA和开发人员利用performance_schema性能数据库进行性能调优和诊断的视图

2.7.2. 常用工具

  • mysqldump

    用来备份数据库，备份内容包含创建表，及插入表的SQL语句

    导入.sql文件，可以使用mysql的source指令

  • mysqlimport

    用来导入mysqldumo加 -T 参数后导出的文本文件

  • mysqlbinlog

    用于查看mysql二进制日志

3. MySQL运维

3.1. 日志

3.2. 主从复制

3.3. 分库分表

3.4. 读写分离

更新于 2022-08-28 
CC BY-NC 4.0
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