【半夜学习MySQL】数据库概念详解&&探索数据库到底是如何存储的？

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什么是数据库

在计算机中，文件就足以存储数据了，为什么还要使用文件呢？

由于文件有如下缺点，故需要使用数据库存储数据：
●文件没有提供安全机制，数据安全没有保障；
●文件查找数据时需要逐一遍历，效率过低，不利于数据的查询；且文件需要用户自定义数据存储格式等，不利于数据管理；
●文件存在数据上限，不利于存储海量数据；
●文件在程序中控制不方便；例如：C语言中需要打开关闭文件，移动文件读写指针等，操作十分繁琐。

为了解决上述问题，用于管理数据的数据库就应运而生了，它能更有效地管理数据。

而数据库本质也需要像文件一样，能够持久化存储，故数据库存储介质为：磁盘、内存。

主流数据库与数据库分类

主流数据库如下表所示↓↓↓

数据库大体可以分为关系型数据库和非关系型数据库。
●关系型数据库：是指采用了关系模型来组织数据的数据库。简单来说，关系模型指的就是二维表格模型，也就是由二维表格及其之前的联系所组成的一个数据组织。
关系型数据库基于标准的SQL，但内部的一些实现有所区别，常用的关系型数据库有：Oracle、MySQL、SQL Server、MariaDB。
●非关系型数据库：不规定基于SQL实现，现在更多是指NoSQL（Not Only SQL）数据库，例如↓↓↓

1. 基于键值对（Key-Value）：如memcached、redis
2. 基于文档型：如mongodb
3. 基于列族：如hbase
4. 基于图型：如neo4j

关系型数据库与非关系型数据库的区别如下标所示↓↓↓

★ps：OLTP(On-Line Transaction Processing)是指联机事务处理，OLAP(On-Line Analytical Processing)是指联机分析处理

数据库的基本使用

专栏所有操作均在CentOS7的云服务器上，安装操作各个系统存在差异，这里不再介绍安装操作

数据库的启动及关闭

mysql分为客户端和服务端，为方便用户使用，这两者均可像使用命令一样使用，其中mysql客户端为/usr/bin/mysql可执行文件，mysqld服务端为/usr/sbin/mysqld可执行文件。

数据库启动操作
但在执行mysql的各项操作前，我们需要先启动数据库服务，即执行下述操作（启动mysql服务端mysqld）↓↓↓

sudo systemctl start mysqld

下图执行启动mysql服务指令后，使用ps -axj | grep mysqld即可查看对应进程已经启动↓↓↓

数据库设置为开机自启动
执行下方两个命令，实现数据库服务端开机自启动并守护进程化

systemctl enable mysqld	#开机自启动
systemctl daemon-reload	#进程守护进程化

如果要取消开机自启动，可以执行如下指令↓↓↓

systemctl disable mysqld

★ps：常规情况下，服务器并不会关机，这个操作设不设置都可以。
关闭数据库服务

systemctl stop mysqld

★ps：mysql是一套给我们提供数据存取的服务的网络程序。mysql它是数据库服务的客户端，mysqld它是数据库服务的服务端。mysql本质：基于CS模式的一种网络服务。我们可以使用netstat -nltp查看对应端口是否有数据库服务端程序在运行↓↓↓

查看配置文件与数据库存储位置

查看配置文件
mysql服务端在启动时，会读取配置文件，对某些属性信息做配置。mysql的配置文件为/etc/my.cnf，如下图所示（可修改这个文件的配置信息，对mysql做配置）↓↓↓

查看数据库的存储位置
数据库中的数据需要持久化存储，就需要采用文件方式存储数据，再将数据存储到磁盘中。而不同的数据库，其实就是一个又一个的目录，每个数据库中存储的不同数据表，就是一个又一个的数据文件。我们可以进入/var/lib/mysql目录下，但要查看该目录下的信息，我们需要使用root用户身份进入↓↓↓

★ps：关于上述目录和部分文件的含义将在下文介绍

连接数据库服务器

mysql -h 127.0.0.1 -p 3306 -u root -p

★ps：-h后面跟服务器ip地址，-o后面跟端口号，-u后面跟登录用户用户名，-p后面跟登录用户密码。上述操作回车换行后，会要求用户输入密码，密码输入过程是不回显的。

★ps：如果没有写-h 127.0.0.1默认是连接本地，如果没有写-P 3306默认是连接3306端口

下图演示了，如何登陆mysql客户端↓↓↓

★ps：如何给mysql配置免密码操作呢？如何修改mysql服务端的端口号呢？在/etc/my.cnf配置文件中，可以配置mysql属性信息。其中，添加skip-grant-tables即可实现免密码登陆，修改配置文件中的port=3306（修改成其他端口号），即可实现mysql服务端端口号的修改。在修改完上述操作后，需要保存配置文件，并重启mysql服务端程序才能生效。

服务器&数据库&表之前的关系

所谓安装数据库服务器，只是在机器上安装了一个数据库管理系统程序，这个管理程序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，一般会在数据库中创建多个表，以保存程序中实体的数据。

数据库服务器，数据库和表的关系如下↓↓↓

数据库本质：对数据内存存储的一套解决方案，用户给数据库字段或者要求，数据库直接给用户结果就行，数据库是一套存储解决方案。

使用案例

下述操作仅所演示，后序文章中将挨个介绍。下文中，使用操作后，会介绍该操作后，对应/var/lib/mysql目录下的变化。
●创建数据库

create database jammingpro;

创建jammingpro数据库后，/var/lib/mysql目录下，多了一个名为jammingpro的文件夹↓↓↓

●使用数据库

use jammingpro;

●创建数据库表

create table personInfo(
	id varchar(4),
	name varchar(32),
	gender varchar(2)
);

完成表的创建后，jammingpro目录下，多出了两个名与表personInfo同名的文件↓↓↓

●表中插入数据

insert into personInfo values('0001','小明','男');
insert into personInfo values('0002','小菜','男');
insert into personInfo values('0003','小阿','女');

●查询表中的数据

select * from personInfo;

★ps：综上可知，创建数据库就是在/var/lib/mysql目录下创建响应的目录，在该目录中创建表，就是在该目录中创建对应的存储文件。对表的增删改查，其实是对存储文件的增删改查。由于数据库管理系统的存在，用户不再需要对存储文件执行操作，而是执行数据库管理系统提供的简便指令即可。

★ps：数据库本质其实也是文件！只不过这些文件并不由程序员直接操作，而是由数据库mysqld服务帮我们进行操作。

数据逻辑存储

在MySQL中数据的存储是按二维表格的逻辑进行存储的。

MySQL架构

MySQL是一种可移植的数据库，几乎能在当前所有的操作系统上运行，如Unit/Linux、Windows、Max和Solaris。各种操作系统在底层实现方面各有不同，但是MySQL基本上能保证在各个平台上的物理体系结构的一致性。

由于MySQL会接收大量的查询、增加、删除、修改操作，需要使用Connection Pool管理各个数据库请求。而再往下的SQL Interface、Parser、Optimizer、Caches完成对SQL执行语句的解析操作，再将解析后的指令操作交由下层的各个数据库引擎执行（数据库引擎是可选的，用户选择哪个存储引擎，就由该存储引擎执行对应的操作，该操作称为存储引擎是支持热插拔的），存储引擎类似于操作系统中的驱动程序，可对磁盘等存储设备做出操作。

SQL分类

下方对各个SQL操作语句做出了分类，关于各个操作语句如何使用，将于后序文章介绍。

●DDL（data definition language）数据定义语言，用来维护存储数据的结构。代表指令有：create、drop、alter。
●DML（data manipulation language）数据操纵语言，用来对数据进行操作。代表指令有：insert、delete、update。
●DCL（data control language）数据控制语言，主要负责权限管理和事务。代表指令有：grant、revoke、commit

存储引擎

存储引擎就是：数据库管理系统如何存储数据，如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。MySQL的核心就是插件式存储引擎，支持多种存储引擎。

我们可以使用如下语句，查看MySQL中支持的所有存储引擎↓↓↓

show engines;

下表列出各存储引擎的特性，专栏中介绍InnoDB和MyISAM，余下存储引擎不做介绍。关于InnoDB和MyISAM的特点，将于后序文章中介绍。

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