为什么使用数据库？

主流数据库

数据库基本使用

连接服务器

服务器管理

理解服务器、数据库、表的关系

使用示例

MySQL架构

MySQL架构分层

MySQL架构的主要组件：

SQL分类

存储引擎

为什么使用数据库？

我们平时存储数据常用各个类型的文件，那么为什么还需要数据库呢？
这是因为使用文件存储有以下一些缺点：

1.文件的安全性问题

2.文件不利于数据查询和管理

3.文件不利于存储海量数据

4.文件在程序中控制不方便

第三点是因为文件系统可能会限制文件的大小，文件系统需要维护文件的元数据，当数据量巨大，这些元数据（文件名，创建日期，访问权限等）的规模会增加，可能导致额外的存储开销和访问时间延迟。另外，文件系统在存储大量的数据的时候，文件的读写操作会变得缓慢。

第四点是因为使用文件进行数据控制，可能需要进行频繁的读写操作和解析处理，相比其他数据存储方式（如数据库），文件操作通常需要更多低级别操。这可能导致代码的复杂性增加，并且容易出错。其次，文件的读写操作可能是串行的，也就是说在同一时间内只能有一个程序或进程进行读写操作。这可能导致并发性能受限，尤其是在多线程或分布式环境中。此外，由于文件系统是一种层次化的存储系统，文件路径和目录结构通常用于组织和管理文件。在程序开发过程中，需要考虑如何正确处理文件路径和目录结构，以确保数据的正确性和一致性。

为了解决文件存储不安全，不利于查询和管理等问题，数据库被设计出来了，它能更有效管理数据。数据库的使用水平是程序员水平的重要指标。

主流数据库

1.MySQL：MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统，被广泛用于Web应用程序。它具有高性能、可靠性和可扩展性的特点，支持多种操作系统，并提供了强大的SQL查询和事务处理功能。

2.Oracle：Oracle是一个商业的关系型数据库管理系统，被广泛用于企业级应用程序。它具有强大的数据处理能力、高度可靠性和可扩展性，并提供了高级的安全性和事务管理功能。

3.Microsoft SQL Server：Microsoft SQL Server是微软开发的关系型数据库管理系统，主要用于Windows平台。它具有良好的集成性，与其他微软产品（如.NET框架）紧密结合，提供了强大的数据分析和报告功能。

4.PostgreSQL：PostgreSQL是一个开源的关系型数据库管理系统，具有高度可扩展性和可定制性。它支持复杂的数据类型和高级的SQL查询功能，并提供了强大的事务处理和并发控制机制。

5.MongoDB：MongoDB是一个开源的文档数据库，采用了NoSQL的非关系型数据模型。它以文档的形式存储数据，具有灵活的数据模型和可扩展性，适用于大规模的分布式数据存储和处理。

6.Redis：Redis是一个开源的内存数据库，用于高性能的数据缓存和实时数据处理。它支持多种数据结构（如字符串、哈希表、列表等），具有快速的读写速度和高度可扩展性。

7.Cassandra：Cassandra是一个开源的分布式数据库系统，用于处理大规模的结构化和半结构化数据。它具有高度可扩展性和容错性，适用于大规模的数据存储和分析。

8.SQLite ：是一款轻型的数据库，是遵守 ACID 的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的 C 库中。它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K 的内存就够了。

9.H2：是一个用 Java 开发的嵌入式数据库，它本身只是一个类库，可以直接嵌入到应用项目中。

数据库基本使用

在Centos或者在Windows下都可以安装MySQL。

连接服务器

连接MySQL服务器的方法如下：

输入mysql命令再输入password就可以了。

在mysql中使用quit退出：

服务器管理

停止服务器，使用如下命令：

systemctl stop mysqld 或 service mysqld stop

启动服务器，使用如下命令：

systemctl start mysqld 或 service mysqld start

重启服务器，使用如下命令：

systemctl restart mysqld 或 service mysqld restart

理解服务器、数据库、表的关系

所谓安装数据库服务器，只是在机器上安装了一个数据库管理系统程序，这个管理程序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，一般会在数据库中创建多个表，以保存程序中实体的数据。

他们的关系如下图所示:

图中的Client就是对应的mysql命令，MySQL对应的就是mysqld服务（注意mysqld是服务器，mysql是客户端）上面的client对应就是使用mysql命令登录客户端，DB是database表示mysqld管理的多个数据库，而每一个DB下都可能包含多张表。

使用示例

创建数据库：

使用数据库：

创建数据库表：

插入数据：

查询表中数据：

MySQL架构

MySQL架构分层

连接层（Connection Layer）：连接层负责处理客户端和MySQL服务器之间的连接。它处理客户端发起的连接请求，并验证连接的合法性。一旦连接建立，连接层会负责认证客户端身份，并管理连接的会话状态。

服务层（Server Layer）：服务层是MySQL的核心部分，负责解析和执行客户端发送的SQL语句。它包括了查询优化器、执行计划器和查询执行引擎。查询优化器负责分析SQL查询，并生成最优的查询执行计划。执行计划器将查询执行计划转化为可执行的操作序列。查询执行引擎负责执行操作序列并返回结果。

引擎层（Storage Engine Layer）：引擎层负责数据的存储和管理。MySQL支持多个存储引擎，包括InnoDB、MyISAM、Memory等。不同的存储引擎提供了不同的数据存储和访问方式，可以根据具体的需求选择适合的存储引擎。

存储层（Storage Layer）：存储层负责将数据持久化到物理设备上，例如硬盘。它管理数据的读写操作，负责数据的持久化和恢复。存储层通常由操作系统提供的文件系统来实现。

这四层协同工作，共同完成了MySQL的功能。连接层处理客户端的连接请求，服务层解析和执行SQL语句，引擎层负责数据的存储和管理，存储层将数据持久化到物理设备上。通过这样的架构，MySQL能够提供高度可靠、高性能的数据库服务。

MySQL架构的主要组件：

用户接口层(User Interface Layer)：提供用户与数据库之间的交互，包括客户端命令行工具、图形化界面等。

连接管理器(Connection Manager)：负责管理客户端与数据库之间的连接，接收客户端的连接请求，分配和管理连接资源。

查询解析器(Query Parser)：将用户提交的SQL查询语句进行解析，检查语法和语义的正确性，并生成相应的查询执行计划。

查询优化器(Query Optimizer)：根据查询解析器生成的查询执行计划，选择最优的执行路径，并对查询进行优化，包括索引选择、连接顺序等。

查询执行器(Query Executor)：根据查询优化器生成的查询执行计划，执行实际的查询操作，包括数据读取、数据过滤、排序等。

存储引擎(Storage Engine)：负责实际存储数据和处理数据的操作，MySQL支持多种存储引擎，如InnoDB、MyISAM、Memory等。

文件管理器(File Manager)：管理数据库文件的存储和访问，包括数据文件、索引文件、日志文件等。

缓冲池(Buffer Pool)：用于缓存磁盘上的数据页，以减少对磁盘IO的访问，提高查询性能。

日志管理器(Log Manager)：负责记录数据库的操作日志，包括事务日志、错误日志、慢查询日志等。

锁管理器(Lock Manager)：管理数据库的并发访问，保证数据的一致性和并发控制。

以上是MySQL的主要架构组件，它们共同协作来实现数据库的功能和性能。不同的组件可以根据具体的需求和配置进行选择和配置。

SQL分类

SQL（Structured Query Language）可以分为以下几个分类：

数据定义语言（DDL，Data Definition Language）：DDL用于定义和管理数据库的结构和模式。它包括创建表、修改表结构、删除表、定义约束等操作。常见的DDL语句有CREATE、ALTER和DROP。

数据查询语言（DQL，Data Query Language）：DQL用于从数据库中查询数据。它包括SELECT语句，通过指定条件和约束来检索所需的数据。

数据操纵语言（DML，Data Manipulation Language）：DML用于处理数据库中的数据。它包括插入、更新和删除数据的操作。常见的DML语句有INSERT、UPDATE和DELETE。

数据控制语言（DCL，Data Control Language）：DCL用于控制数据库的访问权限和安全性。它包括授权用户对数据库进行操作、撤销权限、创建角色等操作。常见的DCL语句有COMMIT、GRANT和REVOKE。

事务控制语言（TCL，Transaction Control Language）：TCL用于管理数据库中的事务。它包括提交事务、回滚事务、设置保存点等操作。常见的TCL语句有COMMIT、ROLLBACK和SAVEPOINT。

以上分类是SQL中常见的几个类别，不同的类别在功能和语法上有所区别，用于不同的数据库操作需求。