MariaDB基礎詳解

數據庫結構模型分類

1、層次模型

2、網狀模型

3、關系模型

關系模型的組成部分

• 二維關系
  • 表
    • row
    • column
  • 索引
    • index
  • 視圖
    • view (只包含固定字段，不包含其他字段)

關系型數據庫的常見組件:

• 數據庫 : Database
• 表 : table
  • 行 : row
  • 列 : column
• 索引 : index
• 視圖 : view
• 用戶 : user
• 權限 : privilege
• 存儲過程 : procedure
• 存儲函數 : function
• 觸發器 : trigger
• 事件調度器 : event schedule

DBA的組成部分

• SQL引擎
  • 分析器
  • 計划執行器
  • 優化器
  • 操作求解器
• 存儲引擎
  • 文件和存儲接口
  • 緩沖管理器
  • 磁盤空間管理器
  • 恢復管理器
  • 事務管理器
  • 鎖管理器

SQL接口（structured query Language）

類似於OS的shell接口，操作數據庫的數據接口，也提供了編程功能

• SQL接口語言的標准（其由ANSL組織定義）

  • SQL86
  • SQL89
  • SQL92
  • SQL99
  • SQL03

• SQL接口的語言分類

  • DDL:(Data Defined Language)
    • create
    • alter
    • drop
  • DML:(Data Manapulating Language)
    • insert
    • delete
    • update
    • select
  • DCL: (Data Control Language)
    • grant
    • revoke

DB是否支持事務的測試標准

• ACID

  • A : 原子性 --> 不可分割的整體
  • C : 一致性 --> 數據的變化是一致性的
  • I : 隔離性 --> 事務彼此之間是隔離的
  • D : 持久性 --> 只要一個事務完成，它都是持久完成的。

• 事務是將組織多個操作為一個整體，要么全部執行，要全部不執行。其實現機制為：

  • 回滾機制
  • 事務機制

RDBMS設計范式基礎概念

設計關系數據庫時，遵從不同的規范要求，設計出合理的關系型數據庫，這些不同的規范要求被稱為不同的范式，各種范式呈遞次規范，越高的范式數據庫冗余越小。目前關系數據庫有六種范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴德斯科范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又稱完美范式）。滿足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基礎上進一步滿足更多規范要求的稱為第二范式（2NF），其余范式以次類推。一般說來，數據庫只需滿足第三范式(3NF）就行了。

• 1） 第一范式（1NF）
  • 所謂第一范式（1NF）是指在關系模型中，對域添加的一個規范要求，所有的域都應該是原子性的，即數據庫表的每一列都是不可分割的原子數據項，而不能是集合，數組，記錄等非原子數據項。即實體中的某個屬性有多個值時，必須拆分為不同的屬性。在符合第一范式（1NF）表中的每個域值只能是實體的一個屬性或一個屬性的一部分。簡而言之，第一范式就是無重復的域，並不可分析
• 2） 第二范式 （2NF）
  • 第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二范式（2NF）必須先滿足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求數據庫表中的每個實例或記錄必須可以被唯一地區分，即不能有兩個行是一樣的。選取一個能區分每個實體的屬性或屬性組，作為實體的唯一標識。
• 3） 第三范式 （3NF）
  • 第三范式（3NF）是第二范式（2NF）的一個子集，即滿足第三范式（3NF）必須滿足第二范式（2NF）。簡而言之，第三范式（3NF）要求一個關系中不包含已在其它關系已包含的非主關鍵字信息。簡而言之，不依賴於非主屬性，表與子表中不能有相同的字段。

數據庫的運行模型：

數據庫為C/S架構，如下：

• S : server ,監聽於套接字止，接收並處理客戶端的應用請求
• C : Client
  • 程序接口
    • CLI
    • GUI
  • 應用編程接口
    • ODBC : Open Database Connection(開放式數據互聯)

MYSQL的工作模型

• 單進程多線程
• 用戶連接通過線程實現
• 一個線程池可以定義mysql的並發連接
• 處理用戶連接的叫連接線程
• 數據字典:數據一切的元數據信息,依賴mysql庫來存儲

數據庫的基礎概念

• 1）約束 : Constraint
  • 主鍵 : 一個或多個字段的組合，填入的數據必須能在本表中唯一標識本行，且必須提供數據，即NOT NULL
  • 唯一鍵 : 一個或多個字段的組合，填入的數據必須能在本表中唯一標識本行，允許為null
  • 外鍵 : 一個表中的某字段可填入數據取決於另一個表中的主鍵已有的數據。
  • 檢查性約束 : 表達式約束,取決於表達式的要求
• 2） 索引 : 將表中的一個或多個字段中的數據復制一份另存，並且這些字段需要按特定的次序排序存儲,常見的索引類型:
  • 樹形索引(MariaDB默認為Btree索引)
  • bash索引

    索引有利於讀請求,但不得寫請求

• 3） 關系運算
  • 選擇 : 挑選出符合條件的行（部分）
  • 投影 : 挑選出需要的字段
  • 連接 : 將多張表關聯起來
    • 內連接
    • 外連接
      • 左外連接
      • 右外連接
    • 自連接
• 4）數據抽象 :
  • 物理層 : 決定數據的存儲格式,即RDBMS 在磁盤上如何組織文件
  • 邏輯層 : 描述DB存儲什么數據,以及數據間存在什么樣的關系
  • 視圖層 : 描述DB中的部分數據
• 5) 關系模型的分類
  • 關系模型
  • 實體關系模型
  • 基於對象的關系模型
  • 半結構化的關系模型
    • XML格式就是一種半結構化數據

常見的RDBMS數據庫

• MySQL
• MariaDB
• PostgreSQL(pgsql)
• Oracle
• MSSQL

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MariaDB的特性

• 插件式存儲引擎(注:存儲引擎也稱之為"表類型")
  • MYISAM --> Aria
    • 不支持事務
  • INNODB --> XtraDB
    • 支持事務
• 諸多擴展和新特性
• 提供了更多的測試組件
• truly open source

Mariadb的安裝

通用二進制格式安裝過程
a. 准備數據目錄
    以/mydata/data為例；
b. 配置mariadb
                    # groupadd -r -g 306 mysql
                    # useradd -r -g 306 -u 306 mysql
                    # tar xf mariadb-VERSION.tar.xz -C /usr/local
                    # ln -sv mariadb-version mysql
                    # cd /usr/local/mysql
                    # chown -R root:mysql ./*
                    # scripts/mysql_install_db --datadir=/mydata/data --user=mysql
                    # cp supper-files/mysql.server /etc/rc.d/init.d/mysqld
                    # chkconfig --add mysqld
c. 准備配置文件
    配置格式：類ini格式，為各程序均通過單個配置文件提供配置信息；
    [prog_name]

能用二進制格式安裝,配置文件查找次序：
/etc/my.cnf --> /etc/mysql/my.cnf --> --default-extra-file=/PATH/TO/CONF_FILE --> ~/.my.cnf

OS提供的mariadb rpm包安裝的配置文件查找次序:
/etc/mysql/my.cnf --> /etc/my.cnf --> --default-extra=/PATH/TO/conf_file --> ~/my.cnf

以上兩者越靠后就是最后生效的.

                    # mkdir /etc/mysql
                    # cp support-files/my-large.cnf /etc/mysql/my.cnf

                    添加三個選項：
                        [mysqld]
                        datadir = /mydata/data
                        innodb_file_per_table = on
                        skip_name_resolve = on

MariDB程序的組成

• Client
  • mysql : CLI交互式客戶端程序
  • mysqldump : 備份工具
  • mysqladmin: 管理工具
  • mysqlbinlog : 查看二進制日志工具
• Server
  • mysqld: 服務端進程
  • mysqld_safe : 服務端進程,默認也是運行的此進程
  • mysqld_multi : 服務端進程, 多實例
  • mysql_upgrade : 升級工具

服務端監聽的兩種socket地址

• ip socket
  • 監聽在3306/tcp,支持遠程通信
• unix socket
  • 監聽在sock文件上(/tmp/mysql.sock, /var/lib/mysql/mysql.sock),僅支持本地通信,通信主機為localhost,127.0.0.1都基於unix socket文件通信

命令行交互式客戶端程序---mysql工具

• options
  • -uUSERNAME : 用戶名,默認為root
  • -hHOST : 服務器主機,默認為localhost
  • -pPASSWD : 用戶的密碼
  • dDB_NAME: 連接到服務端之后,指明默認數據庫
  • -e 'SCRIPT' : 連接至MYSQL運行某命令后,直接退出,並返回結果
    ````
    mysql -uroot -h127.0.0.1 -pmagedu -e 'show databases;'

注意: mysql的用戶帳號由兩部分組成,'username'@'hostname',其中host用於限制此用戶可通過哪些主機連接當前的MSYQL服務器

• 支持通配符:

  • % : 匹配任意長度的任意字符

    172.16.%.%

  • _ : 匹配任意單個字符
• 內置命令
  • \u DB_NAME : 設定哪個庫為默認數據庫
  • \q : 退出
  • \d CHAR : 設定新的語句結束符
  • \g : 語句通用結束標記
  • \G : 語句結束標記,但以豎排方式顯示
  • \s : 返回客戶端與服務端的連接狀態
  • \c : 取消命令運行

通過mysql協議發往服務器執行並取回結果,每個命令都必須有結束符,默認為";",示例如下:

for i in {1..100};do AGE=$[$RANDOM%100];mysql -uroot -pM8T9cw -e "insert mydb.student(id,name,age) value ($i,\"stu$i\",$AGE);"; done

• 獲取命令幫助
  • help

SQL中的數據類型

• 字符型
  • 定長字符型 : (最多255個字符)
    • CHAR(#) : 不區分字符大小寫
    • BINARY(#) : 區分字符大小寫
  • 可變長字符型 :
    • VARCHAR(#) : 不區分字符大小寫,需要在字符長度加1,最多65536個字符
    • VARBINARY(#) : 區分字符大小寫,需要在字符長度加1,最多65536個字符
    • TEXT : 可存文本(2^32)個字符,只能存純文本,不區分大小寫
      • TINYTEXT
      • TEXT
      • MEDIUMTEXT
      • LONGTEXT
    • BLOB : 文本(2^32)個字符,可以存儲圖片
• 內置類型
  • SET : 集合
  • ENUM : 枚舉
• 數值型
  • 精確數值型
    • INT
      • TINYINT : 一個字節
      • SMALLINT : 二個字節
      • MEDINUMINT : 三個字節
      • INT : 四個字節
      • BIGINT : 八個字節
  • 近似數據型
    • FLOAT : 單精度
    • DOBULE : 雙精度
• 日期時間型
  • DATE : 日期型
  • TIME : 時間型
  • DATETIME : 日期時間型
  • TIMESTAMP : 時間戳(從過去到現在經過的秒數)
  • YEAR(2) : 2位年數
  • YEAR(4) : 4位年數
• 數據類型修飾符
  • 所有類型都適用:
    • NOT NULL : 非空
    • DEFAULT value : 默認值
  • 數值型適用
    • AUTO_INCREMENT : 自增長
    • UNSIGNED : 無符號,通常用於Int后面,進行修飾為正整數
  • 字段修飾符
    • PRIMARY KEY : 主鍵定義
    • UNIQUE KEY : 唯一鍵定義

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數據庫操作語言

數據庫操作

• 使用格式

create database | schema [if not exists]'DB_NAME';
drop database | schema 'DB_NAME';

• 查看數據庫
  • show databases;
• 創建數據庫
  • create database mydb;
• 刪除數據庫
  • drop database mydb;
• 查看支持的所有字符集
  • show character set;
• 查看支持的所有排序規則
  • show collation;
• 修改數據庫的默認字符集
  • alter database testdb character set utf32;
• 修改數據庫的默認字符排序規則
  • alter database testdb collate utf32_sinhala_ci;

表操作

• 使用格式

create table [if not exists] tb_name (col1 datatype 修飾符, col2 datatype 修飾符) engine=' '

• 查看所有的引擎(被支持的)
  • show engines
• 查看所有數據庫中的表
  • show tables;
  • show tables from mysql;
• 查看表結構
  • desc students;
• 創建表
  • create table students(id int unsigned not null primary key, name varchar(30) not null, age tinyint unsigned not null,gender enum('F','M'))
• 向表中添加字段
  • alter table students add second_name char(30);
• 向表中刪除字段
  • alter table students drop second_name;
• 對表添加主鍵
  • alter table students2 add primary key (id);
• 對表刪除主鍵
  • alter table students2 drop primary key;
• 對表添加索引
  • alter table students2 add index name (name);
• 對表刪除索引
  • alter table students2 drop index name;
  • drop index name on students2;
• 對表添加唯一鍵
  • alter table students drop second_name;
• 對表刪除唯一鍵
  • alter table students drop index name;

• 修改字段字義屬性

  • alter table students modify name char(20);
  • alter table students2 change name new_name char(20) after id;

  • alter table students2 change name new_name char(20);

    modify : 只可以修改字段定義的屬性
    change : 可以修改字段名稱和定義的字段屬性

• 查看表狀態
  • show table status like 'students2'\G
• 修改表引擎
  • alter table students2 engine[=]myisam;
• 查看表的字段描述
  • desc students;
• 查看庫中的所有表
  • show tables
  • show tables from mysql;
• 刪除表
  • drop table students2;

向表中插入數據

• insert weizi value(1,'zhen',30,'F');
• insert weizi values(3,'wei',30,'F'),(4,'ping',31,'F');
• insert weizi (id,name) value (5,"weizi");

刪除表中的數據

• delete from weizi where name="zhen";
• delete from weizi where age is null;
• delete from weizi where age > 30;
• delete from weizi where id >=50 and age <=20;
• delete from weizi order by age asc limit 5;

修改表中的字段值

• update weizi set age=35 where id=3 and age=30;
• update weizi set age=age-5 where age=35;
• update weizi age=age-age;
• update weizi set age=age-5 where order by id desc limit 10;
• update weizi set age=age-15 where name not like 'stu%';

Select操作語句

• 使用格式

select col1,col2,....from tb1_name [where clause] [order y 'col_name'] [limit [m,]n]

• 字段表示法
  • * : 表示所有字段
  • as : 字段別名, col1 as alias1
• where clause
  • 操作符:
    • ==
    • <
    • >
    • <=
    • >=
    • !=
    • between....and...
  • 條件邏輯操作
    • and
    • or
    • not
  • 模糊匹配
    • like
      • %
      • _
    • rlike 'pattern' : 基於正則表達式匹配
    • is null
    • is no null
• 排序
  • desc : 降序
  • asc : 升序

Select示例

• select name,age from students where age >30 and age<80;
• select name,age from students where age between 30 and 80;
• select name from students where name like '%ang%';
• select name from students where name rlike '^.*ang.*$;
• select name,age from students where age is null;
• select name,age form students where age is not null;
• select id,name from students order by name;
• select id,name from students order by name desc;

權限及授權管理

• 用戶表示方法:

username@host

• 管理權限的分類
  • 管理權限
  • 數據庫
  • 表
  • 字段
  • 存儲例程

授權:

• 授權語法格式
  • grant pri_type,...on [object_type] db_name.tbl_name to 'user'@'host' [identified by 'PASSWD']
    • pri_type
      • all privileges : 表示全部權限
    • db_name.tbl_name的表示方法:
      • *.* : 所有庫的所有表
      • db_name.* : 指定庫的所有表
      • db_name.tbl_name : 指定庫的特定表
      • db_name.routine_name : 指定庫上的存儲過程或存儲函數
    • object_type
      • table
      • function
      • procedure
• 授權示例:
  • grant all privileges on mydb.* to 'zhenping'@'172.16.%.%' identified by 'MT8ddd';

取消權限

• 取消授權語法格式
  • revoke pri_type,.... on db_name.tb_name from 'user'@'host';
• 取消授權示例:
  • revoke all privileges on mydb.* from 'zhenping'@'172.16.%.%';

查看用戶權限

• show grants for 'user'@'host';

讓新授權的權限立即生效

• flush privileges;

1 Mariadb服務進程啟動時會讀取mysql庫中的所有授權表至內存中;
2 grant和revoke等執行權限操作時會保存於表中,mariadb的服務進程會自動重讀授權表
3 對於不能夠或不能及時重讀授權表,可手動讓服務進程重啟授權表,使用flush privileges

作者：魏鎮坪
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