数据库概述

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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。

数据库与数据库管理系统

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。

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。

数据库管理系统、数据库和表的关系如图所示

常见的数据库管理系统排名(DBMS)

2022年数据库的欢迎程度数据统计结果如下数据来源https://db-engines.com/en/ranking

相应的走势图如下数据来源https://db-engines.com/en/ranking_trend

常见的数据库简介

Oracle

商用收费数据库软件

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。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。

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Information 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。

MySQL介绍

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。2008被Sun 收购2009年Sun被Oracle 收购。MySQL 的创造者担心 MySQL 有闭源的风险创建MySQL 的分支项目 MariaDB。

MySQL采用了GPLGNU General Public License 协议。

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。

发展历史图

MySQL从5.7版本直接跳跃发布了8.0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对MySQL Optimizer优化器进行了改进。

RDBMS与非RDBMS

关系型数据库(RDBMS)

例如Oracle、MySQL 和 SQL Server等等。

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)。关系型数据库就是建立在关系模型基础上的数据库。SQL 就是关系型数据库的查询语言。

优势

复杂查询可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。

事务支持使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。

非关系型数据库(非RDBMS)

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。

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。

搜索引擎数据库

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。

典型产品Neo4J、InfoGrid等。

有些情况下使用性能更高、成本更低的非关系型数据库是更明智的选择。比如日志收集、排行榜、定时器等。

关系型数据库设计规则

关系型数据库的典型数据结构就是 数据表 这些数据表的组成都是结构化的Structured。

一个数据库中可以有多个表每个表都有一个名字用来标识自己。表名具有唯一性。

表、记录、字段

E-Rentity-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)

表的关联关系

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。

四种一对一关联、一对多关联、多对多关联、自我引用

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。

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。

一对多关系one-to-many

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

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。

自我引用(Self reference)

面试题

1.谈谈了解的常见的数据库

答Oracle、MySQl、SQL Server、DB2、PGSQLRedis、MongoDB、ES等等

2.谈谈你对MySQL历史、特点的理解

答

历史
- 由瑞典的MySQL AB 公司创立1995开发出的MySQL
- 2008年MySQL被SUN公司收购
- 2009年Oracle收购SUN公司进而Oracle就获取了MySQL
- 2016年MySQL8.0.0版本推出
特点
- 开源的、关系型的数据库
- 支持千万级别数据量的存储大型的数据库

3.说说你对DB、DBMS、SQL的理解

答