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layout       : post
title        : "MySQL基础篇"
subtitle     : "Database is all"
date         : 2022-06-18 09:58:06
author       : "Manford Fan"
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tags         :
               - Database
               - Mysql
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前段时间查日志的时候，XLC跟我说有时间学习下SQL，日志平台支持了SQL语句，比较好用，我说好的，可直到现在我也没有去平台看过。最近做了一个一键复原VPS脚本，作用是根据之前的备份，通过执行bash脚本，完成之前环境的完全恢复，包括nginx，jekyll，sql(for cloudreve&nextcloud)，php以及各种文件配置等。备份恢复SQL的时候只是备份的对应数据库，发现用户总是没能备份恢复成功，所以想系统的学习下SQL这门语言，想找到其中的原因，顺便更新下自己的技能树，为了更好地搬砖~


## 一、MySQL概述

和MySQL相关的观念基本有三个：数据库，数据库管理系统以及SQL。数据库（database，DB）是存储数据的仓库，在其中，数据是有组织的存储的；数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是操纵和管理数据库的大型软件；SQL（Structured Query Language）则是操作关系型数据库的编程语言，定义了一套操作关系型数据库的统一标准。目前主流的关系型数据库管理系统可以从[DB-ENGINES](https://db-engines.com/en/ranking)查询到，22年6月份的情况如下：

![sql-db-engines](/img/posts/sql-db-engines.png 'sql-db-engines')

无论是Oracle还是MySQL，无论是国外的还是国内各种数据库，只要是关系型数据库，我们都可以通过SQL语言去操作它。关系型数据库指的是数据建立在关系模型的基础上，由多张相互连接的二维表组成的，其特点是：

- 使用表结构存储数据，格式统一，便于维护
- 使用SQL语言进行操作，标准统一，使用方便

> **非关系型数据库：不通过表结构存储数据的数据库**

SQL是一种编程语言，只不过得益于设计，语法相对简单和智能，和其他编程语言一样，SQL也有其通用的语法规则：

1. SQL语句可以单行或者多行书写，以分号结尾
2. SQL语句可以通过空格/缩进来增强语句的可读性
3. MySQL数据库中的SQL语句不区分大小写，关键字建议大写
4. 注释又分为如下
  - 单行注释：-- 注释内容，或者，# 注释内容（MySQL特有）
  - 多行注释：/\*注释内容\*/

## 二、数据定义语言 -- DDL -- Data Defination Language

DDL是数据定义语言，用来定义（新建，删除和修改）数据库对象，比如数据库，表，字段等。

```sql
-- ############### 数据库相关 ###############
-- 创建数据库
CREATE DATABASE [IF EXISTS] db_name [DEFAULT CHARSET charset] [COLLATE seqReg];

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

-- 切换使用数据库
USE db_name;

-- 目前MySQL不支持直接修改数据库名称，但是可以通过备份恢复，或者将旧数据库的表移动到新数据库中实现
CREATE DATABASE New_db;
mysqldump -uroot -p123456 Old_db > /tmp/old_db.sql;
mysql -uroot -p123456 new_db < /tmp/old_db.sql
-- -----------
CREATE DATABASE New_db;
RENAME TABLE Old_db.tb TO New_db.tb;
...
DROP DATABASE Old_db;

-- ############### 表相关 ###############
-- 创建表结构
CREATE TABLE tb_name(
	column-1 datatype constraint [COMMENT "comment for column-1"],
	column-2 datatype constraint [COMMENT "comment for column-2"],
	......
	column-n datatype constraint [COMMENT "comment for column-n"]
)[COMMENT "comment for tb_name"];

-- 添加表的字段和约束
ALTER TABLE tb_name ADD column datatype [constraint] [COMMENT comment];

-- 删除表的字段
ALTER TABLE tb_name DROP column;

-- 修改字段数据类型，默认不会修改约束
ALTER TABLE tb_name MODIFY COLUMN column datatype [constraint] [COMMENT comment];

-- 修改表的字段名，类型以及约束，默认不会修改约束
ALTER TABLE tb_name CHANGE old_column new_column new_datatype [constraint] [COMMENT comment];

-- 添加约束
ALTER TABLE tb_name ADD [CONSTRAINT cons_name] PRIMARY KEY (column);
ALTER TABLE tb_name-1 ADD [CONSTRAINT cons_name] FOREIGN KEY (column-1) REFERENCES tb_name-2 (column-2);
ALTER TABLE tb_name ADD [CONSTRAINT cons_name] UNIQUE KEY (column);

-- 删除约束，当唯一约束没有约束名的时候，可以通过`SHOW CREATE TABLE tb_name;`来查看名称
ALTER TABLE tb_name DROP PRIMARY KEY;
ALTER TABLE tb_name DROP CONSTRAINT cons_name;


-- 修改表的名称
ALTER TABLE old_tb_name RENAME TO new_tb_name;

-- 删除表，TRUNCATE方法是删除后重新创建该表，两种方法都会丢失数据
DROP TABLE [IF EXISTS] tb_name;
TRUNCATE TABLE tb_name;
```

## 三、数据操作语言 -- DML -- Data Manipulation Language

DML是数据操作语言，用来对数据库表中的数据记录进行增(INSERT)删(DELETE)改(UPDATE)，这几个操作还是比较简单的，但是也比较危险，一定要注意条件的设定！！！

```sql
-- 添加表的一个记录（行），可以是指定字段赋值，也可以是全部字段赋值，没有指定值的字段取默认值
INSERT INTO tb_name (column-1, column-2) VALUES (value-1,value-2);
INSERT INTO tb_name VALUES (value-1,value-2,..., value-n);
INSERT INTO tb_name (column-1,column-2) VALUES (value-1,value-2), (value-1,value-2); 
INSERT INTO tb_name VALUES (value-1,value-2,..., value-n), (value-1,value-2,..., value-n);

-- 修改表的记录（行），当不指定WHERE的时候，会修改整张表对的字段值
UPDATE tb_name SET column-1 = value-1, column-2 = value-2, ... [WHERE condition];

-- 删除表的记录，WHERE不指定的话则会删除整张表的数据
DELETE FROM tb_name [WHERE condition];
```

## 四、数据查询语言 -- DQL -- Data Query Language ★

DQL是数据查询语言，用来查询数据库表中的各种数据，也是日常使用最多的SQL类型。如实是先对查询语句的整理做了一个优先级的排序，然后根据不同的关键字做了实例拆分。

```sql
-- SELECT
-- 	字段列表 ---------- 第四步执行
-- FROM
-- 	表名列表 ---------- 第一步执行
-- WHERE
-- 	条件列表 ---------- 第二步执行
-- GROUP BY
-- 	分组字段列表 ------ 第三步执行（包括HAVING）
-- HAVING
-- 	分组后条件列表
-- ORDER BY
-- 	排序字段列表 ------ 第五步执行
-- LIMIT
-- 	分页参数 ---------- 第六步执行


-- ############### 拆分实例--SELECT ###############
SELECT column-1, column-2... FROM tb_name;
SELECT column-1 [AS alias], column-2 [AS alias]... FROM tb_name;
SELECT DISTINCT column_name FROM tb_name; 

-- ############### 拆分实例--WHERE ###############
SELECT column_name FROM tb_name WHERE condition;

-- ############### 拆分实例--聚合函数 ###############
-- 聚合函数都是作用在表中的某一字段（列），NULL值不参与计算
SELECT COUNT(*) FROM tb_name;  /*记录（行）数量*/
SELECT AVG(age) FROM tb_name;  /*求平均*/
SELECT MAX(age) FROM tb_name;  /*求最大值*/
SELECT MIN(age) FROM tb_name;  /*求最小值*/
SELECT SUM(age) FROM tb_name WHERE condition;  /*条件求和*/

-- ############### 拆分实例--GROUP BY ###############
-- 需要注意的是WHERE是分组前过滤，HAVING是分组之后过滤
SELECT column_name FROM tb_name [WHERE condition] GROUP BY column_name [HAVING condition]

-- ############### 拆分实例--ORDER BY ###############
-- 排序方式有两种：ASC升序和DESC降序，字段1相同则按照字段2排序
SELECT column_name FROM tb_name ORDER BY column_name1 method-1, column_name2 method-2, ...

-- ############### 拆分实例--LIMIT ###############
SELECT column_name FROM tb_name LIMIT start, num_of_page;
-- 起始索引从0开始计数，起始索引=（页码数-1）*页面记录数
-- 分页查询是数据库的方言，不同数据库有不同的实现，MySQL是LIMIT
-- 如果分页查询的是第一页的数据，起始索引可以省略，简写为LIMIT 10
```

## 五、数据控制语言 -- DCL -- Data Control Language

DCL数据控制语言，用来创建管理数据库用户，管理控制数据库用户的访问权限。

```sql
-- ############### 创建管理用户 ###############
-- 查询所有用户，所有用户都存在与mysql这个数据库中！！！★
USE mysql
SELECT * FROM user;
-- 创建用户
CREATE USER 'username'@'hostname' IDENTIFIED BY 'PASSWD';
-- 修改用户密码
ALTER USER 'username'@'hostname' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'NEW PASSWD';
-- 删除用户
DROP USER 'username'@'hostname';

-- ############### 权限控制 ###############
-- 查询权限
SHOW GRANTS FOR 'username'@'hostname';

-- 授予权限
GRANT ALL PRIVILEGES ON db_name.tb_name TO 'username'@'hostname';
GRANT SELECT, UPDATE ON db_name.tb_name TO 'username'@'hostname';

-- 撤销权限
REVOKE priv_lists ON db_name.tb_name FROM 'username'@'hostname';

-- 权限刷新
FLUSH PRIVILEGES;
```

|**权限**|**说明**|
|:-|:-|
|ALL, ALL PRIVILEGES|完全权限，所有权限|
|SELECT|查询数据权限|
|INSERT|新增插入数据的权限|
|UPDATE|修改数据的权限|
|DELETE|删除数据的权限|
|ALTER|修改数据库表，或者用户信息的权限|
|DROP|删除数据库或者用户的权限|
|CREATE|创建数据库或者表的权限|

 
## 六、函数

MySQL 函数会对传递进来的参数进行处理，并返回一个处理结果，也就是返回一个值。MySQL 包含了一些常用的函数，剩余的可以到[「MySQL 官网」](https://www.mysql.com/)查询。可以对 MySQL 常用函数进行简单的分类，大概包括聚合函数、字符串型函数、数值型函数、日期时间函数以及流程控制类函数等。

#### 1. 聚合函数

|**函数**|**功能**|
|:-|:-|
|MIN|查询指定列的最小值|
|MAX|查询指定列的最大值|
|AVG|求平均值，返回指定列数据的平均值|
|COUNT|统计查询结果的行数|
|SUM|求和，返回指定列的总和|

#### 2. 字符串函数

|**函数**|**功能**|
|:-|:-|
|concat|将两个或多个字符串组合成一个字符串|
|length|以**字节**获取字符串的长度|
|char_length|以**字符**获取字符串的长度|
|left|获取指定长度的字符串的**左**边部分|
|right|获取指定长度的字符串的**右**边部分|
|replace|搜索并替换字符串中的子字符串|
|substring|从具有特定长度的位置开始提取一个子字符串|
|trim|从字符串中删除多余的指定字符，可以根据参数指定左右两端，以及字符信息|
|ltrim|从字符串**左**边删除多余的指定字符，可以根据参数指定字符信息|
|rtrim|从字符串**右**边删除多余的指定字符，可以根据参数指定字符信息|
|format|格式化具有特定区域设置的数字，舍入到小数位数|
|upper|将字符串内容转换成全部大写|
|lower|将字符串内容转换成全部小写|
|soundex|在WHERE条件中，根据发音规则来匹配选项|

#### 3. 数值计算函数

|**函数**|**功能**|
|:-|:-|
|abs|取绝对值|
|ceil|向上取整|
|div|整除运算|
|floor|向下取整|
|greatest|返回列表中最大值|
|least|返回列表中最小值|
|mod|取模运算|
|pi|返回π的值|
|pow|返回x的y次方|
|rand|返回0-1之间的随机数|
|round|四舍五入取整|
|sqrt|计算平方根|
|truncate|返回数值x保留到小数点后y位的值，与ROUND最大的区别是不会进行四舍五入|

#### 4. 日期时间类函数

|**函数**|**功能**|
|:-|:-|
|curdate|返回当前日期|
|sysdate|返回当前日期|
|datediff|计算两个DATE值之间的天数|
|timediff|计算两个TIME或DATETIME值之间的差值|
|timestampdiff|计算两个TIME或DATETIME值之间的差值|
|week|返回一个日期的星期数值|
|weekday| 返回一个日期表示为工作日/星期几的索引|
|dayofweek|返回日期的工作日索引|
|extract|提取日期的一部分|
|day|获取指定日期月份的天(日)|
|month|返回一个表示指定日期的月份的整数|
|year|返回日期值的年份部分|
|now|返回当前日期和时间|
|date_add|将时间值添加到日期值|
|date_sub|从日期值中减去时间值|
|date_format|根据指定的日期格式格式化日期值|
|dayame|获取指定日期的工作日的名称|
|str_to_date|将字符串转换为基于指定格式的日期和时间值|

#### 5. 流程控制类函数

|**函数**|**功能**|
|:-|:-|
|case|如果满足WHEN分支中的条件，则返回THEN分支中的相应结果，否则返回ELSE分支中的结果|
|if|根据给定的条件返回一个值|
|ifnull|如果第一个参数不为NULL，则返回第一个参数，否则返回第二个参数|
|nullif|如果第一个参数等于第二个参数，则返回NULL，否则返回第一个参数|


## 七、约束

在MySQL中，约束是指对表中数据的一种约束，能够帮助数据库管理员更好地管理数据库，并且能够确保数据库中数据的正确性和有效性。例如，在数据表中存放年龄的值时，如果存入200、300这些无效的值就毫无意义了。因此，使用约束来限定表中的数据范围是很有必要的。MySQL主要支持如下几种约束：

1. 主键约束
2. 外键约束
3. 唯一约束
4. 检查约束
5. 非空约束
6. 默认值约束

这些约束可以在创建表的时候添加，也可以在创建完成之后修改，建议后者。另外，在修改完表约束之后，需要再次修改表约束的时候，需要注意，需要一次性指定所有的约束，而不能一个个指定，因为每次修改表约束，实际上是在重写覆盖。

```sql
-- 创建表结构时，指定约束类型
CREATE TABLE Infos (
  `id`      int          NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name`    varchar(30)  NOT NULL,
  `age`     tinyint      NOT NULL,  
  `gender`  char(6)      NOT NULL DEFAULT 'MALE',
  `city`    varchar(30)  NULL,
  `addr`    varchar(90)  NOT NULL,
  PRIMARY KEY(id),
  FOREIGN KEY(city) REFERENCES Workers(city),
  CHECK(age < 120),
  UNIQUE KEY(name, addr)
)COMMENT infos of students;

-- 创建表结构后，修改字段约束类型
-- 可以参考ALTER的语法，完全相同

```

## 八、多表查询

**TBD. About in October, this part will be completed**

联结 组合


## 九、事务

**TBD. About in October, this part will be completed**

## 十、其他补充

> **1. 数据类型**

MySQL支持的数据类型很多，最常用的主要分为三类：数值类型，字符串类型以及日期时间类型，汇总如下

|数值类型|大小|描述|
|:-|:-|
|TINYINT|1 byte|(-128, 127)或(0, 255)|
|SMALLINT|2 bytes|(-32768, 32767)或(0, 65535)|
|MEDIUMINT|3 bytes|(-8388608, 8388607)或(0, 16777215)|
|INT|4 bytes|(-2147483648, 2147483647)或(0, 4294967295)|
|BIGINT|8 bytes|(-2^63, 2^63-1)或(0, 2^64-1)|
|FLOAT|4 bytes|(-3.4E+38, 3.4E+38)或(0, 1.75E-38~3.4E+38)|
|DOUBLE|8 bytes|(-1.8E+308, 1.8E+308)或(0, 2.2E-308~1.8E+308)|
|DECIMAL|M精度,D标度|当使用小数的时候，M表示整体位数，D表示小数位数|
|**字符串类型**|**大小**|**描述**|
|CHAR|0~255 bytes|定长字符串|
|VARCHAR|0~65535 bytes|不定长字符串|
|TINYBLOB|0~255 bytes|小型二进制形式的数据|
|TINYTEXT|0~255 bytes|小型文本类型数据|
|BLOB|0~65535 bytes|二进制形式的数据|
|TEXT|0~65535 bytes|文本类型数据|
|MEDIUMBLOB|0~16777215 bytes|中等规模二进制形式的数据|
|MEDIUMTEXT|0~16777215 bytes|中等规模文本类型数据|
|LONGBLOB|0~4294967295 bytes|极大规模二进制形式的数据|
|LONGTEXT|0~4294967295 bytes|极大规模文本类型数据|
|**时间类型**|**大小**|**格式**|
|DATE|3 bytes|YYYY-MM-DD|
|TIME|3 bytes|HH:MM:SS|
|YEAR|1 byte|YYYY|
|DATETIME|8 bytes|YYYY-MM-DD HH:MM:SS|
|TIMESTAMP|4 bytes|YYYY-MM-DD HH:MM:SS|

数字类型可以使用`UNSIGNED`或者`SIGNED`修饰符，表示有符号或者无符号；定长字符串指的是固定长度，比如`char(10)`和`varchar(10)`同时存储"hello"的时候，前者还是使用10个字符，而后者只会使用5个字符空间，另外在MySQL中，汉字也是只占用1个字符的；时间类型的DATETIME和TIMESTAMP的范围不同，后者只能到2038年。

> **2. 运算符**

|**比较运算符**|**功能**|
|:-|:-|
|\>|判断大于|
|\>=|判断大于等于|
|\<|判断小于|
|\<=|判断小于等于|
|=|判断等于|
|\<\>或者!=|判断不等于|
|BETWEEN...AND...|在某个闭区间范围内选择|
|IN(...)|选择IN之后的列表当中的一个|
|LIKE 占位符|模糊匹配，_匹配单个字符，%匹配任一个字符|
|IS NULL|是NULL|
|**逻辑运算符**|**功能**|
|AND或者&&|与，多个条件同时成立|
|OR或者\|\||或者，多个条件任意成立一个|
|NOT或者!|非，不是|

> **3. WHERE VS HAVING**

WHERE和HAVING都是条件过滤，其执行顺序是WHERE最先执行，聚合函数其次，最后是HAVING，但是也有区别：

- 执行时机不同：WHERE是分组之前过滤，HAVING是分组之后过滤
- 判断条件不同：WHERE不能对聚合函数做判断，而HAVING可以
- 分组之后SELECT查询的一般是分组字段或者聚合函数，查询其他字段无意义

> **4. 备份与恢复**

对于日常非生产环境，备份恢复还是挺随意的，使用`mysqldump`和`mysql`命令就可以了，SQL的备份方式还是很有讲究的，如下方式可能不适用于生产环境，但对于个人用户感觉是足够了。需要注意的是，无论使用哪种方法去备份，一定要备份sys库，因为这里面存储了用户信息，如果了解是具体哪几个表，也可以只备份那几个表。

```sql
-- 备份方法-1
mysql -e "show databases;" -u root | grep -Ev "Database|information_schema|performance_schema" | xargs mysqldump --skip-lock-tables -uroot --databases | gzip > backups.sql

-- 备份方法-2
mysqldump --skip-lock-tables -uroot --databases 数据库名 > backups.sql

-- 恢复方法
mysql -u root -p passwd < backups.sql 
```

> **5. 书写规则**

通常情况下SQL语句不区分大小写，因此SELECT和select是相同的，甚至SeLect也是可以起作用，但是为了规范书写以及让所写的代码更有可读性和可维护性，一般建议使用如下规则：

- 关键字：一般全部大写
- 数据库名：一般全部大写，使用一个单词或者多个单词以下划线连接组合
- 表名：一般首字母大写，使用一个单词或者多个单词以下划线连接组合
- 字段名：一般小写，使用一个单词或者多个单词以下划线连接组合
- 值：一般小写，看情况使用，无特殊规定
- 注释：大小写混用，看情况使用

> **6. 通配符**

通配符一般用在WHERE子语句中做条件过滤，类似于各种语言中的正则表达式或者Bash中的通配符的概念。MySQL中的通配符是比较简单，相关的符号有如下几种：

- %: 任意字符出现任意次数，除了NULL
- \_: 匹配单个字符，除了NULL
- []: 指定一个字符集，必须匹配指定位置的一个字符
- ^: 在方括号内开头位置表示取补集




## 【END】参考文档

- [SQL必知必会 5th Edition(强烈推荐！！！)](https://forta.com/books/0135182794/)
- [黑马程序员 MySQL数据库入门到精通](https://www.bilibili.com/video/BV1Kr4y1i7ru)
- [MySQL常用函数](https://www.yiibai.com/mysql/functions.html)