MySQL简介与理论基础

马哥Linux运维 2025-05-21 495

描述

一、MySQL简介与理论基础

MySQL是世界上最流行的开源关系型数据库管理系统之一，广泛应用于网站、应用程序和企业级系统。它采用客户端/服务器架构，支持多用户环境，并基于SQL（结构化查询语言）标准。

关系型数据库核心概念

1. 关系模型：数据以表格（二维表）形式存储，表之间通过关系连接

2. ACID特性：

• 原子性(Atomicity)：事务中的操作要么全部完成，要么全部不完成

• 一致性(Consistency)：事务执行前后，数据库从一个一致状态变到另一个一致状态

• 隔离性(Isolation)：并发执行的事务之间不会互相影响

• 持久性(Durability)：事务一旦提交，其结果将永久保存

MySQL架构

MySQL采用多层架构设计：

1. 连接层：处理客户端连接请求

2. 服务层：包括查询解析、优化和缓存

3. 存储引擎层：负责数据的存储和提取

4. 文件系统层：将数据持久化到磁盘

存储引擎

MySQL支持多种存储引擎，每种都有特定的特性和用途：

• InnoDB：默认存储引擎，支持事务、外键和行级锁

`CREATE TABLE example (id INT) ENGINE=InnoDB;`

• MyISAM：适合读密集型应用，支持全文索引

`CREATE TABLE logs (id INT, message TEXT) ENGINE=MyISAM;`

• Memory：将数据存储在内存中，速度极快但不持久

`CREATE TABLE temp_data (id INT) ENGINE=MEMORY;`

• Archive：适合存储和检索大量很少被查询的历史数据

`CREATE TABLE old_logs (id INT, log_text TEXT) ENGINE=ARCHIVE;`

MySQL数据类型

1. 数值类型：

• INT：整数类型，4字节

• TINYINT：小整数，1字节

• BIGINT：大整数，8字节

• FLOAT/DOUBLE：浮点数

• DECIMAL：精确小数

2. 字符串类型：

• CHAR(n)：固定长度字符串

• VARCHAR(n)：可变长度字符串

• TEXT：长文本

3. 日期和时间类型：

• DATE：日期，格式'YYYY-MM-DD'

• TIME：时间，格式'HHSS'

• DATETIME：日期和时间，格式'YYYY-MM-DD HHSS'

• TIMESTAMP：时间戳

4. 其他类型：

• ENUM：枚举类型

• SET：集合类型

• BLOB：二进制大对象

二、数据库和表的基本操作

数据库操作语法详解

-- 创建数据库
CREATE DATABASE [IF NOTEXISTS] mydb 
[CHARACTER SET charset_name] 
[COLLATE collation_name];

-- 查看所有数据库
SHOW DATABASES;

-- 使用数据库
USE mydb;

-- 删除数据库
DROP DATABASE [IF EXISTS] mydb;

表操作语法详解

-- 创建表
CREATE TABLE students (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,  -- 主键，自动递增
    name VARCHAR(50) NOT NULL,          -- NOT NULL约束
    age INTCHECK (age >0),            -- CHECK约束
    gender ENUM('男', '女'),            -- 枚举类型
    class VARCHAR(20),
    score FLOATDEFAULT0,              -- 默认值
    created_at TIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,  -- 自动记录创建时间
    INDEX idx_class (class)             -- 索引
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

-- 查看表结构
DESCRIBE students;
-- 或
SHOW COLUMNS FROM students;

-- 修改表结构
ALTER TABLE students ADDCOLUMN email VARCHAR(100);
ALTER TABLE students MODIFY COLUMN name VARCHAR(100);
ALTER TABLE students DROPCOLUMN email;

-- 删除表
DROPTABLE [IF EXISTS] students;

三、增：INSERT 插入数据

插入语法详解

基本语法：

INSERT INTO table_name [(column1, column2, ...)]
VALUES (value1, value2, ...)[, (value1, value2, ...), ...];

插入单条数据

INSERT INTO students (name, age, gender, class, score) 
VALUES ('张三', 20, '男', '计算机科学1班', 89.5);

插入多条数据

INSERT INTO students (name, age, gender, class, score) VALUES 
('李四', 19, '男', '计算机科学1班', 76.0),
('王五', 21, '男', '计算机科学2班', 92.5),
('赵六', 20, '女', '计算机科学2班', 85.0),
('钱七', 22, '女', '计算机科学1班', 79.5);

INSERT的高级用法

-- 插入或更新（如果主键存在则更新）
INSERT INTO students (id, name, score)
VALUES (1, '张三', 95)
ON DUPLICATE KEY UPDATE score =95;

-- 从其他表插入数据
INSERT INTO students_backup
SELECT*FROM students WHERE class ='计算机科学1班';

-- 忽略错误继续执行
INSERT IGNORE INTO students (id, name, age)
VALUES (1, '张三', 20);

实际应用场景

当新学生入学时，需要将学生信息录入系统：

-- 新学期开始，添加一批新生
INSERT INTO students (name, age, gender, class, score) VALUES 
('刘备', 18, '男', '计算机1班', NULL),  -- 新生还没有成绩
('关羽', 19, '男', '计算机1班', NULL),
('张飞', 18, '男', '计算机1班', NULL);

四、查：SELECT 查询数据

SELECT语法详解

基本语法：

SELECT [DISTINCT] column1, column2, ...
FROM table_name
[JOIN table_name2 ON join_condition]
[WHERE condition]
[GROUP BY column(s)]
[HAVING group_condition]
[ORDER BY column(s) [ASC|DESC]]
[LIMIT offset, row_count];

查询所有记录

`SELECT * FROM students;`

查询特定列

`SELECT name, age, score FROM students;`

条件查询与WHERE子句详解

-- 查询计算机科学1班的学生
SELECT*FROM students WHERE class ='计算机科学1班';

-- 查询成绩大于80的学生
SELECT name, score FROM students WHERE score >80;

-- 查询年龄在19到21岁之间的学生
SELECT*FROM students WHERE age BETWEEN19AND21;

-- 复合条件：AND, OR, NOT
SELECT*FROM students 
WHERE (class ='计算机科学1班'OR class ='计算机科学2班')
AND score >=80
ANDNOT gender ='女';

-- NULL值处理
SELECT*FROM students WHERE score ISNULL;
SELECT*FROM students WHERE score ISNOT NULL;

排序与ORDER BY子句

-- 按成绩降序排列
SELECT*FROM students ORDERBY score DESC;

-- 先按班级升序，再按成绩降序
SELECT*FROM students ORDERBY class ASC, score DESC;

-- 按字段位置排序（不推荐，但需了解）
SELECT name, age, score FROM students ORDERBY3DESC; -- 按第3列(score)排序

分组和聚合函数

-- 计算每个班级的平均分
SELECT class, AVG(score) as avg_score FROM students GROUPBY class;

-- 查找每个班级的最高分和最低分
SELECT
    class, 
    MAX(score) as highest_score, 
    MIN(score) as lowest_score,
    COUNT(*) as student_count,
    SUM(score) as total_score,
    STDDEV(score) as score_deviation  -- 标准差
FROM students 
WHERE score ISNOT NULL
GROUPBY class;

-- HAVING子句（对分组结果进行筛选）
SELECT class, AVG(score) as avg_score 
FROM students 
GROUPBY class
HAVING avg_score >80;

限制结果数量

-- 查询前3名学生
SELECT*FROM students ORDERBY score DESC LIMIT 3;

-- 分页查询：每页5条，查询第2页
SELECT*FROM students LIMIT 5, 5;  -- 偏移量5，返回5条
-- 或使用更现代的语法
SELECT*FROM students LIMIT 5OFFSET5;

模糊查询与LIKE操作符

-- 查询名字中包含"张"的学生
SELECT*FROM students WHERE name LIKE'%张%';

-- 查询以"计算机"开头的班级
SELECTDISTINCT class FROM students WHERE class LIKE'计算机%';

-- 通配符说明
-- %：匹配任意数量的字符
-- _：匹配单个字符
SELECT*FROM students WHERE name LIKE'张_';  -- 匹配"张"后跟一个字符的名字

正则表达式查询

-- 查询名字中包含数字的学生
SELECT * FROM students WHERE name REGEXP '[0-9]';
 
-- 查询名字以"张"或"王"开头的学生
SELECT * FROM students WHERE name REGEXP '^[张王]';

实际应用场景

期末考试后，教师需要统计班级情况：

-- 查询每个班级的及格率
SELECT
    class,
    COUNT(*) as total_students,
    SUM(CASEWHEN score >=60THEN1ELSE0END) as passed_students,
    ROUND(SUM(CASEWHEN score >=60THEN1ELSE0END) /COUNT(*) *100, 2) as pass_rate
FROM students
WHERE score ISNOT NULL
GROUPBY class;

五、改：UPDATE 更新数据

UPDATE语法详解

基本语法：

UPDATE table_name
SET column1 = value1, column2 = value2, ...
[WHERE condition]
[ORDER BY ...]
[LIMIT row_count];

更新单个记录

-- 更新张三的成绩
UPDATE students SET score = 92.0 WHERE name = '张三';

更新多个字段

-- 李四转班并更新信息
UPDATE students 
SET class = '计算机科学2班', age = 20 
WHERE name = '李四';

条件更新与表达式

-- 给所有90分以上的学生加5分奖励（但不超过100分）
UPDATE students 
SET score = LEAST(score +5, 100) 
WHERE score >90;

-- 所有学生年龄增加1岁
UPDATE students SET age = age +1;

-- 使用CASE表达式进行条件更新
UPDATE students
SET score =CASE
    WHEN score <60THEN score +5-- 不及格加5分
    WHEN score >=60AND score <90THEN score +3-- 良好加3分
    ELSE score  -- 优秀不变
END;

多表更新

-- 基于另一个表的数据更新当前表
UPDATE students s
JOIN student_extra_info sei ON s.id = sei.student_id
SET s.email = sei.email, s.phone = sei.phone
WHERE sei.update_flag = 1;

实际应用场景

期中考试后，某些学生参加了补考，需要更新成绩：

-- 批量更新补考成绩
UPDATE students
SET score = CASE
    WHEN name = '李四' THEN 82.5
    WHEN name = '钱七' THEN 88.0
    ELSE score
END
WHERE name IN ('李四', '钱七');

六、删：DELETE 删除数据

DELETE语法详解

基本语法：

DELETE FROM table_name
[WHERE condition]
[ORDER BY ...]
[LIMIT row_count];

删除特定记录

-- 删除指定学生
DELETE FROM students WHERE name = '赵六';

条件删除

-- 删除成绩不及格的学生
DELETE FROM students WHERE score < 60;

限制删除数量

-- 删除成绩最低的3名学生
DELETE FROM students
ORDER BY score ASC
LIMIT 3;

多表删除

-- 删除已经在毕业生表中的学生
DELETE s FROM students s
JOIN graduated_students g ON s.id = g.student_id;

清空表

-- 删除表中所有数据（逐行删除，可回滚）
DELETE FROM students;
 
-- 或者（直接删除表并重建，效率更高，不可回滚）
TRUNCATE TABLE students;

DELETE与TRUNCATE的区别

1. 事务支持：DELETE支持事务回滚，TRUNCATE不支持

2. 速度：TRUNCATE通常更快

3. 自增值：TRUNCATE会重置AUTO_INCREMENT计数器

4. 触发器：DELETE会触发DELETE触发器，TRUNCATE不会

实际应用场景

学期结束，需要清理临时学生数据：

-- 删除已经毕业的学生
DELETEFROM students WHERE id IN (
    SELECT id FROM graduated_students
);

-- 假设要删除旧学期的数据并保留新学期数据
-- 创建备份
CREATE TABLE students_new_semester AS
SELECT*FROM students WHERE entry_year =2025;

-- 清空原表
TRUNCATETABLE students;

-- 将新数据插回原表
INSERT INTO students 
SELECT*FROM students_new_semester;

-- 删除临时表
DROPTABLE students_new_semester;

七、高级查询技巧

连接查询详解

MySQL支持多种连接类型：

• INNER JOIN（内连接）：返回两表中匹配的行

• LEFT JOIN（左连接）：返回左表所有行和右表匹配的行

• RIGHT JOIN（右连接）：返回右表所有行和左表匹配的行

• CROSS JOIN（交叉连接）：返回两表的笛卡尔积

假设我们有一个课程表：

CREATE TABLE courses (
    course_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    course_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    teacher VARCHAR(30),
    credits INT
);

CREATE TABLE student_courses (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    student_id INT,
    course_id INT,
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(id),
    FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id)
);

-- 插入一些数据
INSERT INTO courses (course_name, teacher, credits) VALUES
('数据库原理', '陈教授', 3),
('计算机网络', '王教授', 4),
('操作系统', '李教授', 4);

INSERT INTO student_courses (student_id, course_id) VALUES
(1, 1), (1, 2), (2, 1), (3, 3), (4, 2), (5, 3);

连接查询示例：

-- 内连接：查询学生及其选修的课程
SELECT s.name, c.course_name, c.teacher
FROM students s
JOIN student_courses sc ON s.id = sc.student_id
JOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id
ORDERBY s.name;

-- 左连接：查询所有学生，包括未选课的
SELECT s.name, IFNULL(c.course_name, '未选课') as course
FROM students s
LEFTJOIN student_courses sc ON s.id = sc.student_id
LEFTJOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id
ORDERBY s.name;

-- 右连接：查询所有课程，包括无人选修的
SELECT c.course_name, IFNULL(s.name, '无人选修') as student
FROM student_courses sc
RIGHTJOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id
LEFTJOIN students s ON sc.student_id = s.id
ORDERBY c.course_name;

-- 自连接：查找同班同学
SELECT s1.name, s2.name as classmate
FROM students s1
JOIN students s2 ON s1.class = s2.class AND s1.id != s2.id
ORDERBY s1.class, s1.name;

子查询详解

子查询是嵌套在另一个查询中的SELECT语句，可以用在：

• SELECT子句

• FROM子句

• WHERE子句

• HAVING子句

-- WHERE子句中的子查询
-- 查询选修了"数据库原理"课程的学生
SELECT name, age, class
FROM students
WHERE id IN (
    SELECT student_id
    FROM student_courses
    WHERE course_id = (SELECT course_id FROM courses WHERE course_name ='数据库原理')
);

-- FROM子句中的子查询（派生表）
-- 查询每个班级的平均分，并与学生个人分数比较
SELECT s.name, s.score, c.avg_score,
       s.score - c.avg_score as difference
FROM students s
JOIN (
    SELECT class, AVG(score) as avg_score
    FROM students
    GROUPBY class
) c ON s.class = c.class
ORDERBY difference DESC;

-- SELECT子句中的子查询（标量子查询）
-- 查询每个学生选修的课程数量
SELECT s.name, s.class, 
    (SELECTCOUNT(*) FROM student_courses WHERE student_id = s.id) AS course_count
FROM students s
ORDERBY course_count DESC;

-- EXISTS子查询
-- 查询至少选修了一门课程的学生
SELECT name, class
FROM students s
WHEREEXISTS (
    SELECT1FROM student_courses
    WHERE student_id = s.id
);

公用表表达式(CTE)

CTE是一种临时结果集，可以在单个SQL语句中多次引用：

-- 使用WITH子句定义CTE
WITH ClassAvg AS (
    SELECT class, AVG(score) as avg_score
    FROM students
    GROUPBY class
),
ClassRanking AS (
    SELECT s.id, s.name, s.score, s.class,
           RANK() OVER (PARTITIONBY s.class ORDERBY s.score DESC) as class_rank
    FROM students s
)
-- 使用定义的CTE
SELECT r.name, r.score, r.class, r.class_rank, c.avg_score
FROM ClassRanking r
JOIN ClassAvg c ON r.class = c.class
WHERE r.class_rank <=3
ORDERBY r.class, r.class_rank;

窗口函数

窗口函数对一组行执行计算，返回每行的值：

-- 计算每个班级中学生的排名
SELECT name, score, class,
       RANK() OVER (PARTITIONBY class ORDERBY score DESC) as class_rank,
       DENSE_RANK() OVER (PARTITIONBY class ORDERBY score DESC) as dense_rank,
       ROW_NUMBER() OVER (PARTITIONBY class ORDERBY score DESC) as row_num
FROM students;

-- 计算累计总和
SELECT name, score, class,
       SUM(score) OVER (PARTITIONBY class ORDERBY score) as running_total,
       AVG(score) OVER (PARTITIONBY class) as class_avg
FROM students;

八、事务控制

事务是一组操作，要么全部成功，要么全部失败。

-- 开始事务
START TRANSACTION;

-- 执行操作
UPDATE students SET score = score +10WHERE id =1;
UPDATE courses SET credits = credits +1WHERE course_id =2;

-- 如果一切正常，提交事务
COMMIT;

-- 如果出现问题，回滚事务
-- ROLLBACK;

事务隔离级别

MySQL支持四种事务隔离级别：

-- 查看当前隔离级别
SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;
 
-- 设置隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

1. READ UNCOMMITTED：可以读取未提交的数据（脏读）

2. READ COMMITTED：只能读取已提交的数据

3. REPEATABLE READ：MySQL默认级别，确保同一事务中多次读取结果一致

4. SERIALIZABLE：最高级别，完全串行执行

保存点

在长事务中，可以设置保存点，回滚到特定位置：

START TRANSACTION;
UPDATE students SET score = score +5WHERE id =1;

SAVEPOINT point1;
UPDATE students SET score = score +10WHERE id =2;

-- 如果需要，可以回滚到保存点
ROLLBACKTOSAVEPOINT point1;

-- 继续事务
UPDATE students SET score = score +15WHERE id =3;
COMMIT;

九、索引与性能优化

索引是提高查询性能的关键：

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_student_name ON students(name);

-- 创建复合索引
CREATE INDEX idx_class_score ON students(class, score);

-- 创建唯一索引
CREATEUNIQUE INDEX idx_email ON students(email);

-- 查看表的索引
SHOW INDEX FROM students;

-- 删除索引
DROP INDEX idx_student_name ON students;

索引类型

1. B-Tree索引：默认索引类型，适用于等值查询和范围查询

2. 哈希索引：仅适用于等值比较，Memory引擎支持

3. 全文索引：用于全文搜索

`CREATE FULLTEXT INDEX idx_fulltext ON articles(title, content);`

AI写代码sql

4. 空间索引：用于地理空间数据

`CREATE SPATIAL INDEX idx_location ON places(location);`


AI写代码sql

EXPLAIN分析查询

-- 分析查询执行计划
EXPLAIN SELECT * FROM students WHERE class = '计算机科学1班' AND score > 80;

查询优化

-- 使用FORCE INDEX强制使用特定索引
SELECT * FROM students FORCE INDEX (idx_class_score)
WHERE class = '计算机科学1班' AND score > 80;
 
-- 使用STRAIGHT_JOIN控制连接顺序
SELECT STRAIGHT_JOIN s.name, c.course_name
FROM students s
JOIN student_courses sc ON s.id = sc.student_id
JOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id;

十、视图

视图是基于SQL查询的虚拟表，可以简化复杂查询：

-- 创建视图
CREATEVIEW student_course_view AS
SELECT s.id, s.name, s.class, c.course_name, c.teacher
FROM students s
JOIN student_courses sc ON s.id = sc.student_id
JOIN courses c ON sc.course_id = c.course_id;

-- 使用视图
SELECT*FROM student_course_view WHERE class ='计算机科学1班';

-- 更新视图（如果基表允许）
UPDATE student_course_view SET name ='张三丰'WHERE id =1;

-- 删除视图
DROPVIEW student_course_view;

视图的优点

1. 简化复杂查询：将复杂查询封装为视图

2. 提高安全性：限制用户只能访问视图中的特定列

3. 数据独立性：应用程序使用视图，底层表结构变化时不需要修改应用

十一、存储过程与函数

存储过程是一组预编译的SQL语句，可以接受参数并执行复杂操作：

-- 创建存储过程
DELIMITER //
CREATEPROCEDURE update_student_score(IN student_id INT, IN new_score FLOAT)
BEGIN
    UPDATE students SET score = new_score WHERE id = student_id;
    
    -- 条件语句
    IF new_score >=90THEN
        INSERT INTO honor_students (student_id, honor_type) 
        VALUES (student_id, '优秀学生');
    END IF;
END//
DELIMITER ;

-- 调用存储过程
CALL update_student_score(1, 95);

-- 创建函数
DELIMITER //
CREATEFUNCTION get_grade(score FLOAT) RETURNSCHAR(1)
DETERMINISTIC
BEGIN
    DECLARE grade CHAR(1);
    
    IF score >=90THEN
        SET grade ='A';
    ELSEIF score >=80THEN
        SET grade ='B';
    ELSEIF score >=70THEN
        SET grade ='C';
    ELSEIF score >=60THEN
        SET grade ='D';
    ELSE
        SET grade ='F';
    END IF;
    
    RETURN grade;
END//
DELIMITER ;

-- 使用函数
SELECT name, score, get_grade(score) as grade FROM students;

存储过程的高级特性

DELIMITER //
CREATEPROCEDURE process_new_students(IN class_name VARCHAR(50))
BEGIN
    -- 声明变量
    DECLARE done INTDEFAULTFALSE;
    DECLARE s_id INT;
    DECLARE s_name VARCHAR(50);
    
    -- 声明游标
    DECLARE student_cursor CURSORFOR
        SELECT id, name FROM students 
        WHERE class = class_name AND score ISNULL;
    
    -- 声明异常处理
    DECLARE CONTINUE HANDLER FORNOT FOUND SET done =TRUE;
    
    -- 开始事务
    START TRANSACTION;
    
    -- 打开游标
    OPEN student_cursor;
    
    -- 循环处理
    read_loop: LOOP
        FETCH student_cursor INTO s_id, s_name;
        IF done THEN
            LEAVE read_loop;
        END IF;
        
        -- 为新生创建初始记录
        INSERT INTO student_records (student_id, status) 
        VALUES (s_id, 'active');
    END LOOP;
    
    -- 关闭游标
    CLOSE student_cursor;
    
    -- 提交事务
    COMMIT;
END//
DELIMITER ;

十二、触发器

触发器是在表上执行特定操作（INSERT、UPDATE、DELETE）时自动执行的特殊存储过程：

-- 创建触发器
DELIMITER //
CREATETRIGGER after_student_update
AFTER UPDATEON students
FOREACHROW
BEGIN
    -- 记录成绩变化
    IF OLD.score != NEW.score THEN
        INSERT INTO score_changes (student_id, old_score, new_score, change_date)
        VALUES (NEW.id, OLD.score, NEW.score, NOW());
    END IF;
END//
DELIMITER ;

-- 查看触发器
SHOW TRIGGERS;

-- 删除触发器
DROPTRIGGER after_student_update;

触发器类型

1. BEFORE触发器：在操作执行前触发

2. AFTER触发器：在操作执行后触发

3. 行级触发器：对每一行执行一次（FOR EACH ROW）

十三、用户管理与权限控制

MySQL提供了完善的用户管理和权限控制系统：

-- 创建用户
CREATEUSER'teacher'@'localhost' IDENTIFIED BY'password123';

-- 授予权限
GRANTSELECT, UPDATEON school.students TO'teacher'@'localhost';

-- 授予所有权限
GRANTALL PRIVILEGES ON school.*TO'admin'@'localhost';

-- 查看用户权限
SHOW GRANTS FOR'teacher'@'localhost';

-- 撤销权限
REVOKEUPDATEON school.students FROM'teacher'@'localhost';

-- 删除用户
DROPUSER'teacher'@'localhost';

权限级别

MySQL的权限系统分为四个级别：

1. 全局级别：适用于所有数据库

2. 数据库级别：适用于特定数据库中的所有对象

3. 表级别：适用于特定表

4. 列级别：适用于特定列

十四、备份与恢复

数据备份是数据库管理的关键部分：

# 使用mysqldump备份数据库
mysqldump -u root -p school > school_backup.sql
 
# 备份特定表
mysqldump -u root -p school students courses > tables_backup.sql
 
# 恢复数据库
mysql -u root -p school < school_backup.sql

逻辑备份与物理备份

1. 逻辑备份：

• 以SQL语句形式保存数据（如mysqldump）

• 优点：可跨版本、平台迁移，可选择性恢复

• 缺点：备份和恢复速度较慢，尤其是大型数据库

2. 物理备份：

• 直接复制数据文件（如MySQL Enterprise Backup, Percona XtraBackup）

• 优点：备份和恢复速度快

• 缺点：通常依赖于特定MySQL版本和平台

备份策略

1. 完整备份：备份整个数据库

# 完整备份
mysqldump -u root -p --all-databases > full_backup.sql

2. 增量备份：仅备份自上次备份以来的变化

# 使用二进制日志进行增量备份
mysqlbinlog mysql-bin.000001 > incremental_backup.sql

3. 差异备份：备份自上次完整备份以来的所有变化

备份选项与参数

# 包含存储过程和函数
mysqldump -u root -p --routines school > school_with_routines.sql

# 包含触发器
mysqldump -u root -p --triggers school > school_with_triggers.sql

# 包含事件
mysqldump -u root -p --events school > school_with_events.sql

# 锁定表以确保一致性
mysqldump -u root -p --lock-tables school > school_locked.sql

# 使用单个事务进行一致性备份
mysqldump -u root -p --single-transaction school > school_consistent.sql

自动备份

使用cron作业自动执行备份：

# 在crontab中添加以下内容，每天凌晨2点执行备份
0 2 * * * /usr/bin/mysqldump -u root -p'password' school > /backup/school_$(date +\%Y\%m\%d).sql

备份验证与恢复测试

定期测试备份的有效性：

# 创建测试数据库
mysql -u root -p -e "CREATE DATABASE school_test;"
 
# 恢复备份到测试数据库
mysql -u root -p school_test < school_backup.sql
 
# 验证数据
mysql -u root -p -e "SELECT COUNT(*) FROM school_test.students;"

十五、分区表

分区表允许将大表分割成更小的、更易管理的部分：

-- 创建按范围分区的表
CREATE TABLE student_scores (
    id INTNOT NULL,
    student_id INT,
    subject VARCHAR(50),
    score INT,
    test_date DATE,
    PRIMARY KEY (id, test_date)
)
PARTITIONBYRANGE (YEAR(test_date)) (
    PARTITION p0 VALUES LESS THAN (2020),
    PARTITION p1 VALUES LESS THAN (2021),
    PARTITION p2 VALUES LESS THAN (2022),
    PARTITION p3 VALUES LESS THAN (2023),
    PARTITION p4 VALUES LESS THAN MAXVALUE
);

-- 创建按列表分区的表
CREATE TABLE regional_sales (
    id INTNOT NULL,
    region VARCHAR(50),
    sales DECIMAL(10,2),
    PRIMARY KEY (id, region)
)
PARTITIONBY LIST (region) (
    PARTITION p_east VALUESIN ('东北', '华东'),
    PARTITION p_south VALUESIN ('华南', '西南'),
    PARTITION p_north VALUESIN ('华北', '西北'),
    PARTITION p_central VALUESIN ('华中')
);

-- 创建按哈希分区的表
CREATE TABLE access_logs (
    id INTNOT NULL,
    user_id INT,
    access_time DATETIME,
    url VARCHAR(255),
    PRIMARY KEY (id, user_id)
)
PARTITIONBY HASH (user_id)
PARTITIONS 4;

分区管理

-- 添加分区
ALTER TABLE student_scores ADDPARTITION (
    PARTITION p5 VALUES LESS THAN (2024)
);

-- 删除分区
ALTER TABLE student_scores DROPPARTITION p0;

-- 重组分区
ALTER TABLE student_scores REORGANIZE PARTITION p1, p2 INTO (
    PARTITION p1_2 VALUES LESS THAN (2022)
);

-- 查看表分区信息
SELECT*FROM information_schema.partitions 
WHERE table_name ='student_scores';

分区优势

1. 提高查询性能：查询可以只扫描相关分区

2. 简化数据管理：可以单独备份、恢复或优化特定分区

3. 提高可用性：不同分区可以存储在不同磁盘上

十六、复制与高可用

MySQL复制允许数据从一个MySQL数据库服务器（主服务器）复制到一个或多个MySQL数据库服务器（从服务器）。

主从复制配置

主服务器配置:

# my.cnf 主服务器配置
[mysqld]
server-id = 1
log_bin = mysql-bin
binlog_format = ROW

从服务器配置:

# my.cnf 从服务器配置
[mysqld]
server-id = 2
relay_log = mysql-relay-bin

设置复制:

-- 在主服务器上创建复制用户
CREATEUSER'repl'@'%' IDENTIFIED BY'password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON*.*TO'repl'@'%';

-- 获取主服务器状态
SHOW MASTER STATUS;

-- 在从服务器上配置复制
CHANGE MASTER TO
    MASTER_HOST='master_host_ip',
    MASTER_USER='repl',
    MASTER_PASSWORD='password',
    MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',
    MASTER_LOG_POS=123;

-- 启动从服务器复制
START SLAVE;

-- 检查从服务器状态
SHOW SLAVE STATUSG

复制类型

1. 异步复制：默认模式，主服务器不等待从服务器确认

2. 半同步复制：主服务器等待至少一个从服务器确认接收事件

3. 组复制：多主模式，提供高可用性和自动故障转移

高可用解决方案

1. MySQL Group Replication：内置的高可用解决方案

2. MySQL InnoDB Cluster：结合MySQL Shell、Group Replication和MySQL Router

3. 第三方工具：如Percona XtraDB Cluster、MariaDB Galera Cluster

十七、性能调优

服务器配置优化

# my.cnf 关键参数
[mysqld]
# 缓冲池大小（通常为系统内存的50-80%）
innodb_buffer_pool_size =4G

# 日志文件大小
innodb_log_file_size =256M

# 并发连接数
max_connections =500

# 查询缓存（MySQL 8.0已移除）
query_cache_size =64M
query_cache_type =1

# 临时表大小
tmp_table_size =64M
max_heap_table_size =64M

查询优化

1. 使用EXPLAIN分析查询：

`EXPLAIN SELECT * FROM students WHERE class = '计算机科学1班';`


AI写代码sql

2. 优化索引：

-- 添加适当的索引
CREATE INDEX idx_class ON students(class);
 
-- 使用复合索引
CREATE INDEX idx_class_score ON students(class, score);

3. 重写查询：

-- 优化前
SELECT * FROM students WHERE YEAR(created_at) = 2022;
 
-- 优化后（可以使用索引）
SELECT * FROM students WHERE created_at BETWEEN '2022-01-01' AND '2022-12-31';

4. 限制结果集大小：

-- 使用LIMIT避免返回过多数据
SELECT * FROM logs ORDER BY created_at DESC LIMIT 1000;

表优化

-- 分析表
ANALYZE TABLE students;
 
-- 优化表（重建表和索引）
OPTIMIZE TABLE students;
 
-- 检查表是否损坏
CHECK TABLE students;
 
-- 修复表
REPAIR TABLE students;

监控工具

1. MySQL性能模式（Performance Schema）：

-- 启用性能模式
SET GLOBAL performance_schema = ON;
 
-- 查询等待事件
SELECT * FROM performance_schema.events_waits_summary_global_by_event_name
ORDER BY SUM_TIMER_WAIT DESC LIMIT 10;

2. MySQL系统变量：

-- 查看系统变量
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_buffer_pool_size';
 
-- 查看状态变量
SHOW STATUS LIKE 'Threads_connected';

3. 慢查询日志：

# my.cnf 配置
slow_query_log = 1
slow_query_log_file = /var/log/mysql/mysql-slow.log
long_query_time = 2

十八、JSON数据类型与操作

MySQL 5.7及更高版本支持原生JSON数据类型：

-- 创建包含JSON字段的表
CREATE TABLE user_profiles (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    profile JSON
);

-- 插入JSON数据
INSERT INTO user_profiles (user_id, profile) VALUES
(1, '{"name": "张三", "age": 25, "interests": ["编程", "音乐", "旅行"]}');

-- 更新JSON数据
UPDATE user_profiles 
SET profile = JSON_SET(profile, '$.age', 26, '$.email', 'zhangsan@example.com')
WHERE user_id =1;

-- 查询JSON数据
SELECT
    user_id,
    JSON_EXTRACT(profile, '$.name') AS name,
    JSON_EXTRACT(profile, '$.age') AS age
FROM user_profiles;

-- 使用简化语法（->）
SELECT
    user_id,
    profile->'$.name'AS name,
    profile->'$.age'AS age
FROM user_profiles;

-- 使用->>运算符（去除引号）
SELECT
    user_id,
    profile->>'$.name'AS name,
    profile->>'$.age'AS age
FROM user_profiles;

JSON函数

-- 创建JSON对象
SELECTJSON_OBJECT('name', '李四', 'age', 30, 'city', '北京');

-- 创建JSON数组
SELECTJSON_ARRAY('编程', '音乐', '旅行');

-- 合并JSON文档
SELECT JSON_MERGE_PRESERVE('{"name": "张三"}', '{"age": 25}');

-- 查找JSON数组中的元素
SELECT JSON_CONTAINS(profile->'$.interests', '"音乐"')
FROM user_profiles;

-- 提取JSON数组中的所有元素
SELECT JSON_EXTRACT(profile, '$.interests[*]')
FROM user_profiles;

-- 获取JSON对象中的所有键
SELECT JSON_KEYS(profile)
FROM user_profiles;

十九、全文搜索

MySQL支持全文搜索功能，允许对文本内容进行高效搜索：

-- 创建带全文索引的表
CREATE TABLE articles (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    content TEXT,
    FULLTEXT INDEX idx_content (title, content)
) ENGINE=InnoDB;

-- 插入数据
INSERT INTO articles (title, content) VALUES
('MySQL基础教程', '本文介绍MySQL的基本操作，包括增删改查等内容...'),
('SQL高级技巧', '本文详细讲解SQL的高级用法，包括子查询、存储过程等...'),
('数据库优化指南', '如何优化MySQL数据库性能，包括索引优化、查询优化等...');

-- 自然语言模式搜索
SELECT*FROM articles
WHEREMATCH(title, content) AGAINST('MySQL 基础'INNATURALLANGUAGE MODE);

-- 布尔模式搜索
SELECT*FROM articles
WHEREMATCH(title, content) AGAINST('+MySQL -高级'INBOOLEAN MODE);

-- 带有扩展查询的搜索
SELECT*FROM articles
WHEREMATCH(title, content) AGAINST('数据库'WITH QUERY EXPANSION);

全文搜索操作符（布尔模式）

• +：必须包含该词

• -：必须不包含该词

• >：增加相关性权重

• <：减少相关性权重

• *：通配符

• ""：精确短语匹配

-- 使用布尔模式操作符
SELECT * FROM articles
WHERE MATCH(title, content) AGAINST('+MySQL +"基础教程"' IN BOOLEAN MODE);

二十、常见问题与最佳实践

安全最佳实践

1. 定期更新MySQL：保持最新安全补丁

2. 使用强密码：为所有用户设置强密码

3. 最小权限原则：只授予用户必要的权限

4. 加密连接：使用SSL/TLS加密客户端与服务器之间的通信

5. 审计日志：启用审计日志记录关键操作

-- 启用SSL连接
CREATE USER 'secure_user'@'%' IDENTIFIED BY 'password' REQUIRE SSL;
 
-- 设置密码策略
SET GLOBAL validate_password.policy = STRONG;

性能最佳实践

1. 适当使用索引：为常用查询条件创建索引，但避免过多索引

2. **避免SELECT ***：只查询需要的列

3. 使用批量操作：批量插入比单条插入更高效

4. 定期维护表：分析和优化表

5. 合理设置缓存：根据系统内存配置适当的缓冲池大小

常见错误与解决方案

1. Too many connections：

-- 增加最大连接数
SET GLOBAL max_connections = 500;
 
-- 查看当前连接
SHOW PROCESSLIST;
 
-- 终止空闲连接
KILL connection_id;

2. Deadlock found：

-- 查看最后一个死锁信息
SHOW ENGINE INNODB STATUS;
 
-- 调整事务隔离级别
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

3. Table is full：

-- 增加临时表大小
SET GLOBAL tmp_table_size = 128M;
SET GLOBAL max_heap_table_size = 128M;

总结

本文通过理论与实例详细介绍了MySQL数据库的基础知识和高级特性：

1. 基础操作：数据库和表的创建、修改和删除

2. CRUD操作：数据的增删改查

3. 高级查询：连接、子查询、窗口函数和CTE

4. 数据库管理：事务控制、索引优化、备份恢复

5. 高级特性：存储过程、触发器、视图、分区表

6. 性能与安全：性能调优、用户管理、安全最佳实践

熟练掌握这些知识点，可以帮助你构建高效、安全、可靠的MySQL数据库应用。随着对MySQL的深入学习和实践，你将能够解决更复杂的数据管理和分析需求，为应用程序提供强大的数据支持。

记住，在生产环境中使用MySQL时，务必关注数据安全性、性能优化和备份恢复等关键问题，确保数据库系统的稳定和可靠运行。持续学习和实践是成为MySQL专家的关键。

链接：https://lethehong.blog.csdn.net/article/details/147492039?spm=1001.2014.3001.5502

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