[数据库03]-约束（唯一性-主键-外键）/存储引擎/事务/索引/视图/DBA命令/数据库设计三范式
一、约束
1.1 唯一性约束(unique)
* 唯一性约束修饰的字段具有唯一性，不能重复。但可以为null。
* 案例：给某一列添加unique
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255) unique //列级约束
);
insert into t_user values(1,'zhangsan');
insert into t_user values(2,'zhangsan'); //出现编译错误，唯一性约束，该字段与上一行字段重复，但可以为null！
ERROR 1062 (23000) : Duplicate entry 'zhangsan' for key 'username'
insert into t_user(id) values(2);
insert into t_user(id) values(3);
insert into t_user(id) values(4);
*案例：给两个列或者多个列添加unique
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
usercode varchar(255),
username varchar(255),
unique(usercode,username) //多个字段联合起来添加一个约束unique 【表级约束】
);
insert into t_user values(1,'111','zs');
insert into t_user values(2,'111','ls');
insert into t_user values(3,'222','zs');
select * from t_user;
insert into t_user values(4,'111','zs'); //出现编译错误！
ERROR 1062 (23000) : Duplicate entry '111-zs' for key 'usercode'
drop table if exists t_user;
create table t_suer(
id int,
usercode varchar(255) unique,
username varchar(255) unique
);
insert into t_user values(1,'111','zs');
insert into t_user values(2,'111','ls');
ERROR 1062 (23000) : Duplicate entry '111' for key 'usercode'
* 注意：not null约束只有列级约束，没有表级约束。
1.2 主键约束
* 怎么给一张表添加主键约束呢？
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key, //列级约束
username varchar(255),
email varchar(255)
);
insert into t_user(id,username,email) values(1,'zs','zs@123.com');
insert into t_user(id,username,email) values(2,'ls','ls@123.com');
insert into t_user(id,username,email) values(3,'ww','ww@123.com');
select * from t_user;
+-----------------------------+
| id | username | email |
+-----------------------------+
| 1 | zs | zs@123.com |
| 2 | ls | ls@123.com |
| 3 | ww | ww@123.com |
+----+----------+-------------+
insert into t_user(id,username,email) values(1,'jack','jack@123.com'); //出现编译错误，主键约束，不能为null也不能重复！
ERROR 1364 (HY000) : Field 'id' doesn't have a default value
根据以上的测试得出：id是主键，因为添加了主键约束，主键字段中的数据不能为null，也不能重复。
主键的特点：不能为null，也不能重复。
* 主键相关的术语？
主键约束 ：primary key
主键字段 : id字段添加primary key之后，id叫做主键字段
主键值 ：id字段中的每一个值都是主键值。
* 主键有什么作用？
根据主键字段的字段数量来划分：
单一主键 (推荐的，常用的。)
复合主键(多个字段联合起来添加一个主键约束) (复合主键不建议使用，因为复合主键违背三范式。)
根据主键性质来划分：
自然主键 ：主键值最好就是一个和业务没有任何关系的自然数。(这种方式是推荐的)
业务主键 : 主键值和系统的业务挂钩，例如：拿着银行卡的卡号做主键、拿着身份证号做为主键。(不推荐使用)
最好不要拿着和业务挂钩的字段做为主键。因为以后的业务一旦发生改变的时候，主键也可能需要随着
发生变化，但有的时候没有办法变化，因为变化可能会导致主键重复。
* 一张表的主键约束只能有1个。(必须记住)
* 使用表级约束方式定义主键：
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255),
primary key(id)
);
insert into t_user(id,username) values(1,'zs');
insert into t_user(id,username) values(2,'ls');
insert into t_user(id,username) values(3,'ws');
insert into t_user(id,username) values(4,'cs');
select * from t_user;
insert into t_user(id,username) values(3,'cx'); //出现编译错误！
ERROR 1062 (23000) : Duplicate entry '4' for key 'PRIMARY'
以下内容是演示一下复合主键，不需要掌握：
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int,
username varchar(255),
password varchar(255),
primary key(id,username)
);
insert ......
* mysql提供主键值自增：(非常重要。)
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key auto_increment, //id字段自动维护一个自增的数字，从1开始，以1递增。
username varchar(255)
);
insert into t_user(username) values('a');
insert into t_user(username) values('b');
insert into t_user(username) values('c');
insert into t_user(username) values('d');
insert into t_user(username) values('e');
insert into t_user(username) values('f');
select * from t_user;
提示：Oracle当中也提供了一个自增机制，叫做：序列(sequence)对象。
1.3 外键约束
* 关于外键约束的相关术语：
外键约束：foreign key
外键字段：添加有外键约束的字段
外键值：外键字段中的每一个值。
* 业务背景：
请设计数据库表，用来维护学生和班级的信息？
第一种方案：一张表存储所有数据
no(pk) name classno classname
-----------------------------------------------------------
1 zs1 101 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三1班
2 zs2 101 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三1班
3 zs3 102 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三2班
4 zs4 102 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三2班
5 zs5 102 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三2班
缺点：冗余。【不推荐】
第二种方案：两张表(班级表和学生表)
t_class 班级表
cno(pk) cname
-------------------------------------------------------------
101 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三1班
102 河南省平顶山市舞钢市垭口一高高三2班
t_student 学生表
sno(pk) sname classno(该字段添加外键约束fk)
-----------------------------------------------------------
1 zs1 101
2 zs2 101
3 zs3 102
4 zs4 102
5 zs5 102
* 将以上表的建表语句写出来：
t_student中的classno字段引用t_class表中的cno字段，此时t_student表叫做子表。t_class表叫做父表。
删除数据的时候，先删除子表，再删除父表。
添加数据的时候，先添加父表，再添加子表。
创建表的时候，先创建父表，再创建子表。
删除表的时候，先删除子表，再删除父表。
drop table if exists t_student;
drop table if exists t_class;
create table t_class(
cno int,
cname varchar(255),
primary key(cno)
);
create table t_student(
sno int,
sname varchar(255),
classno int,
primary key(sno),
foreign key(classno) references t_class(cno)
);
insert into t_class values(101,'xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx');
insert into t_class values(102,'yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy');
insert into t_student values(1,'zs1',101);
insert into t_student values(2,'zs2',101);
insert into t_student values(3,'zs3',102);
insert into t_student values(4,'zs4',102);
insert into t_student values(5,'zs5',102);
insert into t_student values(6,'zs6',102);
select * from t_class;
select * from t_student;
insert into t_student values(7,'lisi',103); //编译错误，引用的103，父表中没有该字段！
ERROR 1452 (23000) : Cannot add or update a child row :aforeign key constraint fails (bjpowernode INT YT......)
* 外键值可以为NULL？
外键可以为null。
* 外键字段引用其他表的某个字段的时候，被引用的字段必须是主键吗？
注意：被引用的字段不一定是主键，但至少是具有unique约束，具有唯一性，不可重复！
二、存储引擎
2.1 完整的建表语句
CREATE TABLE `t_x` (
`id` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
注意：在MySQL当中，凡是标识符使用飘号括起来的。最好别用，不通用。
建表的时候可以指定存储引擎，也可以指定字符集。
mysql默认使用的存储引擎是InnoDB方式。
默认采用的字符集是UTF-8。
2.2 什么是存储引擎呢？
存储引擎这个名字只有在mysql中存在。(Oracle中有对应的机制，但不叫做存储引擎。Oracle中没有特殊的名字，就是"表的存储方式")
mysql支持很多存储引擎，每个存储引擎都对应了一种不同的存储方式。
每一个存储引擎都有自己的优缺点，需要在合适的时机选择合适的存储引擎。
2.3 查看当前mysql支持的存储引擎
show engines \G
mysql 5.5.36版本支持的光速引擎有9个：
*************************** 1. row ***************************
Engine: FEDERATED
Support: NO
Comment: Federated MySQL storage engine
Transactions: NULL
XA: NULL
Savepoints: NULL
*************************** 2. row ***************************
Engine: MRG_MYISAM
Support: YES
Comment: Collection of identical MyISAM tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 3. row ***************************
Engine: MyISAM
Support: YES
Comment: MyISAM storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 4. row ***************************
Engine: BLACKHOLE
Support: YES
Comment: /dev/null storage engine (anything you write to it disappears)
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 5. row ***************************
Engine: CSV
Support: YES
Comment: CSV storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 6. row ***************************
Engine: MEMORY
Support: YES
Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 7. row ***************************
Engine: ARCHIVE
Support: YES
Comment: Archive storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
*************************** 8. row ***************************
Engine: InnoDB
Support: DEFAULT
Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
Transactions: YES
XA: YES
Savepoints: YES
*************************** 9. row ***************************
Engine: PERFORMANCE_SCHEMA
Support: YES
Comment: Performance Schema
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
2.4 常见的存储引擎
Engine: MyISAM
Support: YES
Comment: MyISAM storage engine
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
MyISAM这种存储引擎不支持事务。
MyISAM是mysql最常用的存储引擎，但是这种存储引擎不是默认的。
MyISAM采用三个文件组织一个表：
xxx.frm(存储格式的文件)
xxx.MYD(存储表中数据的文件)
xxx.MYI(存储表中索引的文件)
优点：可被压缩，节省存储空间。并且可以转换为只读表，提高检索效率。
缺点:不支持事务。
--------------------------------------------------------------------------
Engine: InnoDB
Support: DEFAULT
Comment: Supports transactions, row-level locking, and foreign keys
Transactions: YES
XA: YES
Savepoints: YES
优点：支持事务、行级锁、外键等。这种存储引擎数据的安全得到保障。
表的结构存储在xxx.frm文件中
数据存储在tablespace这样的表空间中(逻辑概念)，无法被压缩，无法转换成只读。
这种InnoDB存储引擎在MySQL数据库崩溃之后提供自动恢复机制。
InoDB支持级联删除和级联更新。
----------------------------------------------------------------------------------
Engine: MEMORY
Support: YES
Comment: Hash based, stored in memory, useful for temporary tables
Transactions: NO
XA: NO
Savepoints: NO
缺点：不支持事务。数据容易丢失。因为所有数据和索引都是存储在内存当中的。
优点：查询速度最快。
以前叫做HEPA引擎。
三、事务(Transaction)
3.1 什么是事务？
一个事务是一个完整的业务逻辑单元，不可再分。
比如：银行账户，从A账户向B账户转账10000元，需要执行两条update语句。
update t_act set balance = balance - 10000 where actno = 'act-001';
update t_act set balance = balance + 10000 where actno = 'act-002';
以上两条DML语句必须同时成功，或者同时失败，不允许出现一条成功，一条失败。
想要保证以上的两条DML语句同时成功或者同时失败，那么就要使用数据库的"事务机制"。
3.2 和事务相关的语句
只有：DML语句。(insert delete update)
为什么？因为他们这三个语句都是和数据库表当中的"数据"相关的。
事务的存在是为了保证数据的完整性，安全性。
3.3 假设所有的业务都能使用1条DML语句搞定，还需要事务机制吗？
不需要事务机制。
但实际情况不是这样的，通常一个"事儿(事务【业务】)"需要多条DML语句共同联合完成。
3.4 事务的特性
事务包括四大特性：ACID
A:原子性：事务是最小的工作单元，不可再分。
B:一致性：事务必须保证多条DML语句同时成功或者同时失败。
C:隔离性：事务A与事务B之间具有隔离。
D:持久性：持久性说的是最终数据必须持久化到硬盘中，事务才算成功结束。
3.5 关于事务之间的隔离性
事务隔离性存在隔离级别，理论上隔离级别包括4个：
第一级别：读未提交(read uncommitted)
对方事务还没有提交，我们当前事务可以读取到对方未提交的数据。
读未提交存在脏读(Dirty Read) 现象：表示读到了脏数据。
第二级别：读已提交(read committed)
对方事务提交之后的数据我方可以读取到。
读已提交存在的问题是：不可重复读。
第三级别：可重复读(repeatable read)
这种隔离级别解决了：不可重复读问题。
这种隔离级别存在的问题是：读取到的数据是幻象。
第四级别：序列化读/串行化读
解决了所有问题。
效率低，需要事务排队。
Oracle数据库默认的隔离级别是：第二级别，读已提交。
mysql数据库默认的隔离级别是：第三级别，可重复读。
3.6 演示事务
* mysql事务默认情况下是自动提交的。
(什么是自动提交？只要执行任意一条DML语句则提交一次。)怎么关闭默认提交？start transaction;
* 建表：
drop table if exists t_user;
create table t_user(
id int primary key auto_increment,
username varchar(255)
);
* 演示：mysql中的事务是支持自动提交的，只要执行一条DML语句，则提交一次。
mysql> insert into t_user(username) values('zs');
Querk OK, 1 row affected (0.03 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
* 演示：使用start transaction; 关闭自动提交机制。
mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into t_user(username) values("lisi");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 2 | lisi |
+----+----------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> insert into t_user(username) values("wangwu");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
| 2 | lisi |
| 3 | wangwu |
+----+----------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> rollback; //回滚
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+----------+
| id | username |
+----+----------+
| 1 | zs |
+----+----------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> start transaction;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into t_user(username) values("wangwu");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into t_user(username) values("object");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into t_user(username) values("joke");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into t_user(username) values("xiaozhaozhao");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+--------------+
| id | username |
+----+--------------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | object |
| 6 | joke |
| 7 | xiaozhaozhao |
+----+--------------+
5 rows in set (0.00 sec)
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+--------------+
| id | username |
+----+--------------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | object |
| 6 | joke |
| 7 | xiaozhaozhao |
+----+--------------+
5 rows in set (0.00 sec)
mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from t_user;
+----+--------------+
| id | username |
+----+--------------+
| 1 | zs |
| 4 | wangwu |
| 5 | object |
| 6 | joke |
| 7 | xiaozhaozhao |
+----+--------------+
5 rows in set (0.00 sec)
rollback : 回滚。
commit ： 提交。
start transaction : 关闭自动提交机制。
-----------------------------------------------------------------
* 演示两个事务，假如隔离级别：
演示第1级别：读未提交
set global transaction isolation level read uncommitted;
演示第二级别；读已提交
set global transaction isolation level read committed;
演示第三级别:可重复读
set global transaction isolation level repeatable read;
*mysql远程登录：mysql -h192.168.151.18 -uroot -p444
四、索引
4.1 索引的定义和作用
索引就相当于一本书的目录，通过目录可以快速的找到对应的资源。
在数据库方面，查询一张表的时候有两种检索方式：
第一种方式：全表扫描
第二种方式：根据索引检索(效率很高)
索引为什么可以提高检索效率呢？
其实最根本的原理是缩小了扫描的范围。
索引虽然可以提高检索效率，但是不能随意的添加索引，因为索引也是数据库当中的对象，也需要数据库不断的维护。是有维护成本的。
比如：表中的数据经常被修改，这样就不适合添加索引，因为数据一旦修改，索引需要重新排序，进行维护。
添加索引是给某一个字段，或者说某些字段添加索引。
select ename,sal from emp where ename = 'SMITH';
当ename字段没有添加索引的时候，以上sql语句会进行全表扫描，扫描ename字段中所有的值。
当ename字段添加索引的时候，以上sql语句会根据索引扫描，快速定位。
4.2 怎么创建索引对象？怎么删除索引对象？
创建索引对象：
create index 索引名称 on 表名(字段名);
删除索引对象：
drop index 索引名称 on 表名;
4.3 什么时候考虑给字段添加索引？
* 数据量庞大。(根据客户的需求，根据线上的环境)
* 该字段很少的DML操作。(因为字段进行修改操作，索引也需要维护)
* 该字段经常出现在where子句中。(经常根据哪个字段维护)
4.4 注意：主键具有unique约束的字段会自动添加索引
根据主键查询效率较高，尽量根据主键检索。
4.5 查看sql语句的执行计划
mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 14 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
给薪资sal字段添加索引：
create index emp_sal_index on emp(sal);
mysql> explain select ename,sal from emp where sal = 5000;
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ref | emp_sal_index | emp_sal_index | 9 | const | 1 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
rows检索次数减少了
4.6 索引底层采用的数据结构
B + Tree
4.7 索引的实现原理
通过B Tree缩小扫描范围，底层索引进行了排序，分区，索引会携带数据在表中的"物理地址"，最终通过索引检索到数据之后，获取到关联的物理地址，
通过物理索引检索到数据之后，获取到关联的物理地址，通过物理地址定位表中的数据，效率是最高的。
select ename from emp where ename = 'SMITH';
通过索引转换为：
select ename from emp where 物理地址 = 0x123;
4.8 索引的分类
单一索引：给单个字段添加索引
复合索引：给多个字段联合起来添加一个索引
主键索引：主键上会自动添加索引
唯一索引：有unique约束的字段会自动添加索引
......
4.9 索引什么时候失效
select ename from emp where ename like ' %A% ';
模糊查询的时候，第一个通配符使用的是%，这个时候索引是是失效的。
五、视图(view)
5.1 什么是视图？
站在不同的角度去看到数据。(同一张表的数据，通过不同的角度去看待)
5.2 怎么创建视图？怎么删除视图？
create view myview as select empno,ename from emp;
drop view myview;
注意：只有DQL语句才能以试图对象的方式创建出来。
5.3 操作对表数据影响
对试图进行增删改查，会影响到原表数据。(通过视图影响原表数据，不是直接操作的原表)
可以对试图进行CRUD操作。
5.4 面向视图操作
mysql> select * from myview;
+-------+--------+
| empno | ename |
+-------+--------+
| 7369 | SMITH |
| 7499 | ALLEN |
| 7521 | WARD |
| 7566 | JONES |
| 7654 | MARTIN |
| 7698 | BLAKE |
| 7782 | CLARK |
| 7788 | SCOTT |
| 7839 | KING |
| 7844 | TURNER |
| 7876 | ADAMS |
| 7900 | JAMES |
| 7902 | FORD |
| 7934 | MILLER |
+-------+--------+
create table emp_bak as select * from emp;
create view myview1 as select empno,ename,sal from emp_bak;
update myview1 set ename = 'hehe',sal = 1 where empno 7369; //通过视图修改原表数据。
delete from myview1 where empno = 7369; //通过试图删除原表数据。
5.5 试图的作用
试图可以隐藏表的实现细节。保密级别较高的系统，数据库只对外提供相关的视图，java程序员只对视图对象进行CRUD。
六、DBA命令
6.1 在数据库当中的数据导出
在windows的DOS命令窗口中执行： (导出整个库)
mysqldump bjpowernode>D:\bjpowernode.sql -uroot -p999
在windows的dos命令窗口中执行：(导出数据库中指定的表)
mysqldump bjpowernode emp>D:\bjpowernode.sql -uroot -p999
6.2 导入数据
create database bjpowernode;
use bjpowernode;
source D:\bjpowernode.sql
七、数据库设计三范式(重点内容，面试经常会问)
7.1 什么是设计范式？
设计表的依据。按照这三个范式设计的表不会出现数据冗余。
7.2 三范式都是哪些？
第一范式：任何一张表都应该有主键，并且每一个字段原子性不可再分。
第二范式：建立在第一范式的基础上，所有非主键字段完全依赖主键，不能产生部份依赖。
多对多？三张表，关系表两个外键。
t_student学生表
sno(pk) sname
---------------------
1 张三
2 李四
3 王五
t_teacher 讲师表
tno(pk) tname
----------------------
1 王老师
2 张老师
3 李老师
t_student_teacher_relation 学生讲师关系表
id(pk) sno(fk) tno(fk)
-------------------------------------------
1 1 3
2 1 1
3 2 2
4 2 3
5 3 1
6 3 3
第三范式：建立在第二范式的基础上，所有非主键字段直接依赖主键，不能产生传递依赖。
一对多？两张表，多的表加外键。
班级t_class
cno(pk) cname
--------------------------
1 班级1
2 班级2
学生t_student
sno(pk) sname classno(fk)
--------------------------------------------
101 张1 1
102 张2 2
103 张3 2
104 张4 1
105 张5 2
提醒：在实际的开发中，以满足客户需求为主，有的时候会拿冗余换执行速度。
7.3 一对一怎么设计
一对一设计有两种方案：主键共享
t_user_login 用户登陆表
id(pk) username password
----------------------------------------
1 zs 123
2 ls 456
t_user_detail 用户详细信息表
id(pk+fk) realname tel ...
----------------------------------------------------
1 张三 11111111112234
2 李四 12112523432412
一对一设计有两种方案:外键唯一。
t_user_login 用户登陆表
id(pk) username password
----------------------------------------
1 zs 123
2 ls 456
t_user_detail 用户详细信息表
id(pk) realname tel userid(fk+unique)
----------------------------------------------------
1 张三 111111114 2
2 李四 121432412 1
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