1. 为什么要使用数据库
- 持久化(persistence)：把数据保存到可掉电式存储设备中以供之后使用。大多数情况下，特别是企业级应用，数据持久化意味着将内存中的数据保存到硬盘上加以”固化”，而持久化的实现过程大多通过各种关系数据库来完成。
- 持久化的主要作用是将内存中的数据存储在关系型数据库中，当然也可以存储在磁盘文件、XML数据文件中。
生活中的例子：
2. 数据库与数据库管理系统
2.1 数据库的相关概念
| DB：数据库（Database） |
|---|
| 即存储数据的“仓库”，其本质是一个文件系统。它保存了一系列有组织的数据。 |
| DBMS：数据库管理系统（Database Management System） |
| 是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制。用户通过数据库管理系统访问数据库中表内的数据。 |
| sql：结构化查询语言（Structured Query Language） |
| 专门用来与数据库通信的语言。 |
2.2 数据库与数据库管理系统的关系
数据库管理系统(DBMS)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，一般会在数据库创建多个表，以保存程序中实体用户的数据。
2.3 常见的数据库管理系统排名(DBMS)
目前互联网上常见的数据库管理软件有Oracle、MysqL、MS sql Server、DB2、Postgresql、Access、Sybase、Informix这几种。以下是2021年DB-Engines Ranking 对各数据库受欢迎程度进行调查后的统计结果：（查看数据库最新排名:https://db-engines.com/en/ranking）
。。。
对应的走势图：（https://db-engines.com/en/ranking_trend）
2.4 常见的数据库介绍
Oracle
1979 年，Oracle 2 诞生，它是第一个商用的 RDBMS（关系型数据库管理系统）。随着 Oracle 软件的名气越来越大，公司也改名叫 Oracle 公司。
2007年，总计85亿美金收购BEA Systems。
2009年，总计74亿美金收购SUN。此前的2008年，SUN以10亿美金收购MysqL。意味着Oracle 同时拥有了 MysqL 的管理权，至此 Oracle 在数据库领域中成为绝对的领导者。
2013年，甲骨文超越IBM，成为继Microsoft后全球第二大软件公司。
如今 Oracle 的年收入达到了 400 亿美金，足以证明商用（收费）数据库软件的价值。
sql Server
sql Server 是微软开发的大型商业数据库，诞生于 1989 年。C#、.net等语言常使用，与WinNT完全集成，也可以很好地与Microsoft BackOffice产品集成。
DB2
IBM公司的数据库产品,收费的。常应用在银行系统中。
Postgresql
Postgresql 的稳定性极强，最符合sql标准，开放源码，具备商业级DBMS质量。PG对数据量大的文本以及sql处理较快。
SyBase
已经淡出历史舞台。提供了一个非常专业数据建模的工具PowerDesigner。
sqlite
嵌入式的小型数据库，应用在手机端。 零配置，sqlite3不用安装，不用配置，不用启动，关闭或者配置数据库实例。当系统崩溃后不用做任何恢复操作，再下次使用数据库的时候自动恢复。
informix
IBM公司出品，取自@R_618_4045@ion 和Unix的结合，它是第一个被移植到Linux上的商业数据库产品。仅运行于unix/linux平台，命令行操作。 性能较高，支持集群，适应于安全性要求极高的系统，尤其是银行，证券系统的应用。
3. MysqL介绍
3.1 概述
- MysqL是一个
开放源代码的关系型数据库管理系统，由瑞典MysqL AB（创始人Michael Widenius）公司1995年开发，迅速成为开源数据库的 No.1。 - 2008被
Sun收购（10亿美金），2009年Sun被Oracle收购。MariaDB应运而生。（MysqL 的创造者担心 MysqL 有闭源的风险，因此创建了 MysqL 的分支项目 MariaDB） - MysqL6.x 版本之后分为
社区版和商业版。 - MysqL是一种关联数据库管理系统，将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。
- MysqL是开源的，所以你不需要支付额外的费用。
- MysqL是可以定制的，采用了
GPL（GNU General Public License）协议，你可以修改源码来开发自己的MysqL系统。 - MysqL支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
- MysqL支持大型数据库，支持5000万条记录的数据仓库，32位系统表文件最大可支持
4GB，64位系统支持最大的表文件为8TB。 - MysqL使用
标准的sql数据语言形式。 - MysqL可以允许运行于多个系统上，并且支持多种语言。这些编程语言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP和Ruby等。
3.2 MysqL发展史重大事件
MysqL的历史就是整个互联网的发展史。互联网业务从社交领域、电商领域到金融领域的发展，推动着应用对数据库的需求提升，对传统的数据库服务能力提出了挑战。高并发、高性能、高可用、轻资源、易维护、易扩展的需求，促进了MysqL的长足发展。
1.4 关于MysqL 8.0
MysqL从5.7版本直接跳跃发布了8.0版本，可见这是一个令人兴奋的里程碑版本。MysqL 8版本在功能上做了显著的改进与增强，开发者对MysqL的源代码进行了重构，最突出的一点是多MysqL Optimizer优化器进行了改进。不仅在速度上得到了改善，还为用户带来了更好的性能和更棒的体验。
1.5 Why choose MysqL?
为什么如此多的厂商要选用MysqL？大概总结的原因主要有以下几点：
1.6 Oracle vs MysqL
Oracle 更适合大型跨国企业的使用，因为他们对费用不敏感，但是对性能要求以及安全性有更高的要求。
MysqL 由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，可处理上千万条记录的大型数据库，尤其是开放源码这一特点，使得很多互联网公司、中小型网站选择了MysqL作为网站数据库（Facebook，Twitter，YouTube，阿里巴巴/蚂蚁金服，去哪儿，美团外卖，腾讯）。
4. RDBMS 与 非RDBMS
从排名中我们能看出来，关系型数据库绝对是 DBMS 的主流，其中使用最多的 DBMS 分别是 Oracle、MysqL 和 sql Server。这些都是关系型数据库（RDBMS）。
4.1 关系型数据库(RDBMS)
4.1.1 实质
-
这种类型的数据库是
最古老的数据库类型，关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系（即二维表格形式）。
-
关系型数据库以
行(row)和列(column)的形式存储数据，以便于用户理解。这一系列的行和列被称为表(table)，一组表组成了一个库(database)。 -
表与表之间的数据记录有关系(relationship)。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用
关系模型来表示。关系型数据库，就是建立在关系模型基础上的数据库。
4.1.2 优势
4.2 非关系型数据库(非RDBMS)
4.2.1 介绍
非关系型数据库，可看成传统关系型数据库的功能阉割版本，基于键值对存储数据，不需要经过sql层的解析，性能非常高。同时，通过减少不常用的功能，进一步提高性能。
目前基本上大部分主流的非关系型数据库都是免费的。
4.2.2 有哪些非关系型数据库
相比于 sql，Nosql 泛指非关系型数据库，包括了榜单上的键值型数据库、文档型数据库、搜索引擎和列存储等，除此以外还包括图形数据库。也只有用 Nosql 一词才能将这些技术囊括进来。
键值型数据库
键值型数据库通过 Key-Value 键值的方式来存储数据，其中 Key 和 Value 可以是简单的对象，也可以是复杂的对象。Key 作为唯一的标识符，优点是查找速度快，在这方面明显优于关系型数据库，缺点是无法像关系型数据库一样使用条件过滤（比如 WHERE），如果你不知道去哪里找数据，就要遍历所有的键，这就会消耗大量的计算。
键值型数据库典型的使用场景是作为内存缓存。Redis 是最流行的键值型数据库。
文档型数据库
此类数据库可存放并获取文档，可以是XML、JSON等格式。在数据库中文档作为处理信息的基本单位，一个文档就相当于一条记录。文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的“值”。MongoDB 是最流行的文档型数据库。此外，还有CouchDB等。
虽然关系型数据库采用了索引提升检索效率，但是针对全文索引效率却较低。搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证性能最优。核心原理是“倒排索引”。
典型产品：Solr、Elasticsearch、Splunk 等。
列式数据库
列式数据库是相对于行式存储的数据库，Oracle、MysqL、sql Server 等数据库都是采用的行式存储（Row-based），而列式数据库是将数据按照列存储到数据库中，这样做的好处是可以大量降低系统的 I/O，适合于分布式文件系统，不足在于功能相对有限。典型产品：HBase等。
图形数据库
图形数据库，利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。图形数据库最典型的例子就是社交网络中人与人的关系，数据模型主要是以节点和边（关系）来实现，特点在于能高效地解决复杂的关系问题。
图形数据库顾名思义，就是一种存储图形关系的数据库。它利用了图这种数据结构存储了实体（对象）之间的关系。关系型数据用于存储明确关系的数据，但对于复杂关系的数据存储却有些力不从心。如社交网络中人物之间的关系，如果用关系型数据库则非常复杂，用图形数据库将非常简单。典型产品：Neo4J、InfoGrid等。
4.2.3 Nosql的演变
由于 sql 一直称霸 DBMS，因此许多人在思考是否有一种数据库技术能远离 sql，于是 Nosql 诞生了，但是随着发展却发现越来越离不开 sql。到目前为止 Nosql 阵营中的 DBMS 都会有实现类似 sql 的功能。下面是“Nosql”这个名词在不同时期的诠释，从这些释义的变化中可以看出 Nosql 功能的演变：
Nosql 对 sql 做出了很好的补充，比如实际开发中，有很多业务需求，其实并不需要完整的关系型数据库功能，非关系型数据库的功能就足够使用了。这种情况下，使用性能更高、成本更低的非关系型数据库当然是更明智的选择。比如：日志收集、排行榜、定时器等。
4.3 小结
Nosql 的分类很多，即便如此，在 DBMS 排名中，还是 sql 阵营的比重更大，影响力前 5 的 DBMS 中有 4 个是关系型数据库，而排名前 20 的 DBMS 中也有 12 个是关系型数据库。所以说，掌握 sql 是非常有必要的。整套课程将围绕 sql 展开。
5. 关系型数据库设计规则
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将数据放到表中，表再放到库中。
-
表具有一些特性，这些特性定义了数据在表中如何存储，类似Java和Python中 “类”的设计。
5.1 表、记录、字段
-
E-R（entity-relationship，实体-联系）模型中有三个主要概念是：
实体集、属性、联系集。 -
一个实体集（class）对应于数据库中的一个表（table），一个实体（instance）则对应于数据库表中的一行（row），也称为一条记录（record）。一个属性（attribute）对应于数据库表中的一列（column），也称为一个字段（field）。
ORM思想 (Object Relational Mapping)体现：
数据库中的一个表 <---> Java或Python中的一个类
表中的一条数据 <---> 类中的一个对象（或实体）
表中的一个列 <----> 类中的一个字段、属性(field)
5.2 表的关联关系
5.2.1 一对一关联（one-to-one）
- 在实际的开发中应用不多，因为一对一可以创建成一张表。
- 举例：设计
学生表：学号、姓名、手机号码、班级、系别、身份证号码、家庭住址、籍贯、紧急联系人、...-
拆为两个表：两个表的记录是一一对应关系。
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基础信息表（常用信息）：学号、姓名、手机号码、班级、系别 -
档案信息表（不常用信息）：学号、身份证号码、家庭住址、籍贯、紧急联系人、...
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- 两种建表原则：
- 外键唯一：主表的主键和从表的外键（唯一），形成主外键关系，外键唯一。
- 外键是主键：主表的主键和从表的主键，形成主外键关系。
5.2.2 一对多关系（one-to-many）
- 常见实例场景：
客户表和订单表，分类表和商品表，部门表和员工表。 - 举例：
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员工表：编号、姓名、...、所属部门
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部门表：编号、名称、简介
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- 一对多建表原则：在从表(多方)创建一个字段，字段作为外键指向主表(一方)的主键
5.2.3 多对多（many-to-many）
要表示多对多关系，必须创建第三个表，该表通常称为联接表，它将多对多关系划分为两个一对多关系。将这两个表的主键都插入到第三个表中。
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举例1：学生-课程
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举例2：产品-订单
“订单”表和“产品”表有一种多对多的关系，这种关系是通过与“订单明细”表建立两个一对多关系来定义的。一个订单可以有多个产品，每个产品可以出现在多个订单中。
- 举例3：用户-角色
- 多对多关系建表原则：需要创建第三张表，中间表中至少两个字段，这两个字段分别作为外键指向各自一方的主键。
5.3.4 自我引用(Self reference)
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