数据库存储引擎和数据类型详细介绍-编程知识

一、数据库存储引擎（了解）
- 1.了解MySQL体系结构
- 2.存储引擎（了解）
- - 2.1.存储引擎的介绍
  - 2.2.存储引擎分类
  - 2.3.如何选择引擎？
- 3.事务控制语言(TCL)
- - 事务的四个特性(ACID)
二、数据类型（了解）
- 1.整型（常用的是int）
- 2.字符串类型
- 3.枚举类型 enum （enumeration）
- 4.日期类型

一、数据库存储引擎（了解）

1.了解MySQL体系结构

如上图所示，mysql结构总共分为4个层次，连接层/服务层/引擎层/存储层

连接层：最上层是一些客户端和链接服务，主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限
服务层：第二层架构主要完成大多数的MySQL的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。
引擎层：存储引擎真正负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能。这样我们可以根据自己的需要。来选取合适的存储引擎
存储层：主要是将数据存储在文件系统之上，并完成存储引擎的交互。

2.存储引擎（了解）

2.1.存储引擎的介绍

MySQL的存储引擎指MySQL中管理数据的方式。
存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。
数据库存储引擎是数据库底层软件组织，数据库管理系统（DBMS）使用数据引擎进行创建、查询、更新和删除数据。
不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引、锁定等功能，使用不同的存储引擎，还可以获得特定的功能。
现在许多不同的数据库管理系统都支持多种不同的数据引擎。MySQL数据库的核心就是存储引擎。
文件系统回顾：操作系统组织和存取数据的一种机制。文件系统是一种软件。
文件系统类型：ext2 3 4 ，xfs
不管使用什么文件系统，数据内容不会变化，区别是不同的文件系统直接存储空间、大小、速度都不同
MySQL引擎：可以理解为 MySQL的“文件系统”，只不过功能更加强大。
MySQL引擎功能：除了可以提供基本的存取功能，还有更多功能事务功能、锁定、备份和恢复、优化以及特殊功能。

2.2.存储引擎分类

MySQL存储引擎介绍：

InnoDB存储引擎：默认引擎，最常用的。
InnoDB是事务型数据库的首选引擎，支持事务（ACID），支持行锁定和外键；InnoDB是默认的MySQL引擎

InnoDB特点：支持事务处理、支持外键、支持崩溃修复和并发控制。如果需要对事务的完整性要求比较高（比如银行），要求实现并发控制（比如12306售票），那选择InnoDB有很大的优势。如果需要频繁的更新、删除操作的数据库，也可以选择InnoDB，因为它支持事务的提交（commit）和回滚（rollback）。

MyISAM存储引擎（了解）
MyISAM基于ISAM存储引擎，并对其进行扩展。它是在Web、数据存储和其他应用环境下最常使用的存储引擎之一。MyISAM拥有较高的插入、查询速度，但不支持事务。

MyISAM特点：插入数据快，空间和内存使用比较低。如果表主要是用于插入新记录和读出记录，那么选择MyISAM能实现处理高效率。如果应用程序对数据的完整性、并发性要求比较低，也可以使用。

MEMORY内存型引擎(了解)
MEMORY存储引擎将表中的数据存储到内存中，为查询和引用其他表数据提供了快速访问。

MEMORY特点：所有的数据都在内存中，数据的处理速度快，但是安全性不高，因为数据极其容易发生丢失，服务器重启后，数据就丢失了。如果需要很快的读写速度，对数据的安全性要求较低，可以选择MEMOEY。但是它对表的大小有要求，不能建立太大的表。所以，这类数据库引擎只使用在相对较小的数据库表中。常见的应用场景有：需要高速缓存的表、经常被读但不被写的临时表
外键(foreign key)：链接了两个表，确保数据的关系一致性。外键约束规定一个表中的数据必须匹配另一个表中的数据。
行锁定(Row locking)：行锁定允许多个事务同时访问表中的不同行，只有访问同一行时才需要排队。这可以在更新数据时降低锁定的范围，提高并发效率。
事务：所有操作要么全部完成，要么全部不完成。

2.3.如何选择引擎？

具体情况具体分析，主要看业务场景，每个引擎适用不同的业务场景
如果要提供提交、回滚、并要求实现并发控制，InnoDB是一个好的选择；
如果数据表主要用来插入和查询记录，则MyISAM引擎能提供较高的处理效率；
如果只是临时存放数据，数据量不大，并且不需要较高的数据安全性，可以选择将数据保存在内存中的Memory引擎
使用哪一种引擎需要灵活选择，一个数据库中多张表可以使用不同引擎以满足各种性能和实际需求；使用合适的存储引擎，将会提高整个数据库的性能。

存储引擎查看
mysql> show engines;
或者 show engines\G;   也可以  \G是让结果更加人性化的显示，从而更易阅读看你的mysql当前默认的存储引擎
mysql> show variables like '%storage_engine%';
+----------------------------------+--------+
| Variable_name                    | Value  |
+----------------------------------+--------+
| default_storage_engine           | InnoDB |
| default_tmp_storage_engine       | InnoDB |
| disabled_storage_engines         |        |
| internal_tmp_disk_storage_engine | InnoDB |
+----------------------------------+--------+
4 rows in set (0.00 sec)
如何查看Mysql服务器上的版本
mysql> select version();
+-----------+
| version() |
+-----------+
| 5.7.42    |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

扩展了解知识
什么是外键：外键的主要作用是保持数据的一致性、完整性。
什么是索引：索引相当于书中的目录，可以提高数据检索的效率，降低数据库的IO。MySQL在300万条记录左右性能开始逐渐下降，虽然官方文档说500~800w记录，所以大数据量建立索引是非常有必要的
什么是行锁定与锁表：可以将一张表单独锁定和可以单独锁定一行的记录。为了防止你在操作的同时也有别人在操作。
什么是事务：事务是有一步或者几步数据库的操作。这系列操作要么全部执行，要么全部放弃执行。

3.事务控制语言(TCL)

事务控制语言（Transation Control Language），是一组能对事务进行控制的SQL语句。
有时可能需要使用 DML 进行批量数据的删除，修改，增加。DML：数据操作语言，用于操作数据（Insert、Select等）
比如，在一个员工系统中，想删除一个人的信息。除了删除这个人的基本信息外，还应该删除与此人有关的其他信息，如邮箱，地址等等。
如：

-	-
BEGIN;	开启一个新的事务
INSERT INTO …;	插入操作
SAVEPOINT point1;	设置事务的第一个保存点
UPDATE … ;	更新操作
SAVEPOINT point2;	设置事务的第二个保存点
DELETE FROM … ;	删除操作
ROLLBACK TO point1;	回滚到 point1 保存点
UPDATE … ;	更新操作
COMMIT;	提交事务

那么从开始执行到结束，就会构成一个事务。
对于事务，要保证事务的完整性。要么全部成功，要么全部不成功，则将操作撤回。

事务的四个特性(ACID)

原子性：事务是应用中最小的执行单位，就如原子是自然界最小颗粒，事务要么成功，要么不成功。具有不可再分的特征。事务是应用中不可再分的最小执行体。（最小了，不可再分了）

一致性：事务执行的结果，必须使数据库从一个一致性状态，变到另一个一致性状态，比如：转账前账号A和账号B的钱的总数为10000，转账后账号A和账号B的前的总数应该还是10000；当数据库中只包含事务成功提交的结果时，数据库处于一致性状态。一致性是通过原子性来保证的。

隔离性：并发执行的事务之间不能互相影响。当涉及到多用户操作同一张表时，数据库会为每一个用户开启一个事务。各个事务的执行互不干扰，任意一个事务的内部操作对其他并发的事务都是隔离的。也就是说：并发执行的事务之间不能看到对方的中间状态，并发执行的事务之间不相互影响。（说白了，就是你做你的，我做我的！）

持续性：持续性也称为持久性指事务一旦提交对数据所做的任何改变，都要记录到永久存储器中，通常是保存进物理数据库。即使数据库崩溃了，我们也要保证事务的完整性。即：一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，即便发生系统故障也不会丢失。

二、数据类型（了解）

在MySQL数据库管理系统中，可以通过存储引擎来决定表的类型。
同时，MySQL数据库管理系统也提供了数据类型决定表存储数据的类型。
常见的数据类型

1.整型（常用的是int）

作用：用于存储用户的年龄、游戏的Level、经验值等。
分类：tinyint smallint mediumint int bigint
取值范围：

MySQL数据类型	最小值	最大值
tinyint(n)	0	255
smallint(n)	-32,768	32,767
mediumint(n)	-8388608	8388607
int(n)	-2,147,483,648	2,147,483,647
bigint(n)	-9,223,372,036,854,775,808	9,223,372,036,854,7

结论：

当整数值超过 int 数据类型支持的范围时，就可以采用 bigint。
在 MySQL 中，int 数据类型是主要的整数的数据类型。

mysql> create table t4 (id int);
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> desc t4;
+-------+---------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type    | Null | Key | Default | Extra |
+-------+---------+------+-----+---------+-------+
| id    | int(11) | YES  |     | NULL    |       |
+-------+---------+------+-----+---------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into t4 values(1);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> select * from t4;
+------+
| id   |
+------+
|    1 |
+------+
1 row in set (0.00 sec)

2.字符串类型

作用：用于存储用户的姓名、爱好、电话，邮箱地址，发布的文章等
字符类型 char varchar

char表示【定长字符串】，长度是固定的；如果插入数据的长度【小于】char的固定长度时，则用空格填充；因为长度固定，所以存取速度要比varchar快很多，甚至能快50%，但正因为其长度固定，所以会占据多余的空间。
char（10）根据10来限制，一定会占10个，小于10个用空格补齐。
列的长度是固定在为创建表时，声明的长度：0 ~ 255
即：创建表时，在char类型后面使用小括号()指定最大长度。比如char(10)、char(100)等。
该长度表示char能存储的最大字符数。它是固定的，不能变化。
允许的长度从0到255个字符。也就是说char(0)到 char(255)都是允许的。
varchar表示【可变长字符串】，长度是可变的；插入的数据是多长，就按照多长来存储；varchar在存取方面与char相反，它存取慢，因为长度不固定，但正因如此，不占据多余的空间。
varchar(10) 根据实际字符串长度占空间，最多10个
列中的值为可变长字符串长度为：0 ~ 65535
即：varchar 列中的值是可变长度的字符串，其长度可以在 0(空字符串)到 65535(最长字符串)个字符之间。

结合性能角度（char更快），节省磁盘空间角度（varchar更小），具体情况还需具体来设计数据库才是妥当的做法。

总结：
1、经常变化的字段用varchar
2、知道固定长度的用char
3、超过255字符的只能用varchar或者text
4、能用varchar的地方不用text（文本格式）

案例：

mysql> create table t8(c char(5),v varchar(12));
Query OK, 0 rows affected (0.42 sec)mysql> insert into t8 values('abcde','abcdef');
Query OK, 1 row affected (0.38 sec)

mysql> insert into t8 values('abc','abcdef');  #char可以少于规定长度。
Query OK, 1 row affected (0.05 sec)

mysql> insert into t8 values('abc777','abcdef7');  #char不能大于规定的长度。
ERROR 1406 (22001): Data too long for column 'c' at row 1

3.枚举类型 enum （enumeration）

ENUM 是一个字符串对象，值为表创建时列规定中枚举的一列值，有限制的时候用枚举。其语法格式：<字段名> ENUM( ‘值1’, ‘值1’, …, ‘值n’ )
案例：

mysql> create table t101(name enum('tom','jim'));    #只能从tom,jim两个里面2选其1
mysql> INSERT INTO t101 VALUES('tom');    #插入数据
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

4.日期类型

时间和日期类型测试：year、date、time、datetime、timestamp
作用：用于存储用户的注册时间，文章的发布时间，文章的更新时间，员工的入职时间等
注意事项:
插入年份时，尽量使用4位值
插入两位年份时，<=69，以20开头，比如65, 结果2065
>=70，以19开头，比如82，结果1982
案例：

#创建表格
mysql> create table test_time(d date,t time,dt datetime);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

#查看表结构
mysql> desc test_time;
+-------+----------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type     | Null | Key | Default | Extra |
+-------+----------+------+-----+---------+-------+
| d     | date     | YES  |     | NULL    |       |
| t     | time     | YES  |     | NULL    |       |
| dt    | datetime | YES  |     | NULL    |       |
+-------+----------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.01 sec)

#插入数据
mysql> insert into test_time values(now(),now(),now());
Query OK, 1 row affected, 1 warning (0.02 sec)

#查询数据
mysql> select * from test_time;
+------------+----------+---------------------+
| d          | t        | dt                  |
+------------+----------+---------------------+
| 2023-07-04 | 03:26:01 | 2023-07-04 03:26:01 |
+------------+----------+---------------------+
1 row in set (0.00 sec)


#测试年：新建一个表格，指定字段是born_yesr，数据类型是year
mysql> create table t3(born_year year);
Query OK, 0 rows affected (0.40 sec)

#查看表结构
mysql> desc t3;
+-----------+---------+------+-----+---------+-------+
| Field     | Type    | Null | Key | Default | Extra |
+-----------+---------+------+-----+---------+-------+
| born_year | year(4) | YES  |     | NULL    |       |
+-----------+---------+------+-----+---------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

#插入数据
mysql> insert into t3 values (12),(80);
Query OK, 2 rows affected (0.06 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> select * from t3;
+-----------+
| born_year |
+-----------+
|      2012 |
|      1980 |
+-----------+
2 rows in set (0.00 sec)

#插入数据
mysql> insert into t3 values (2019),(81);
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> select * from t3;
+-----------+
| born_year |
+-----------+
|      2012 |
|      1980 |
|      2019 |
|      1981 |
+-----------+
4 rows in set (0.00 sec)