MySQL 学习笔记（第一期）：数据库基础与 MySQL 初探

MySQL 学习笔记（第一期）：数据库基础与 MySQL 初探

本系列笔记涵盖数据库基础理论、MySQL 安装与使用、SQL 语言、备份恢复、高可用架构及项目实战。第一期聚焦数据库核心概念、关系型数据库理论及 MySQL 入门使用，为后续学习打下坚实基础。

一、数据的分类

在数据获取和使用过程中，根据结构类型可分为三类：

结构化数据范例（二维表）

name	age
唐三	123
叶凡	456

半结构化数据范例（JSON）

json

[ {"id": 1, "name": "唐三", "age": 123}, {"id": 2, "name": "叶凡", "age": 456} ]

二、数据管理发展历史

文件系统优缺点

• 优点：格式多样，数据长期保存，一定独立性
• 缺点：应用程序对接不便，无并发控制，无安全控制，数据冗余不可避免

三、数据库管理系统（DBMS）

3.1 核心概念

3.2 DBMS 特点与基本功能

特点

• 复杂数据模型，数据冗余小，易扩充
• 数据和程序独立（物理独立 + 逻辑独立）
• 统一查询接口
• 并发控制、备份恢复、完整性/安全性保障

基本功能

1. 数据定义（DDL）
2. 数据操作（DML）
3. 数据组织、存储与管理
4. 数据库运行管理（并发、事务、恢复）
5. 数据库维护（载入、转换、转储、重组）
6. 数据库保护（恢复、并发、完整性、安全性）
7. 通信（与操作系统、网络软件交互）

3.3 数据库发展分类

• 层次数据库：树状模型，一对多关系（代表：IBM IMS）
• 网状数据库：网络结构，多对多关系
• 关系型数据库（RDBMS）：二维表模型，代表：MySQL、Oracle、PostgreSQL、SQL Server

3.4 RDBMS 核心术语

MySQL 表结构示例

ID	Name	Price	Qty
1	白菜	2.00	200
2	土豆	2.60	300
3	青菜	6.00	150

四、关系型数据库理论

4.1 E-R 模型（实体关系模型）

• 实体（Entity）：客观存在的事物，用矩形表示
• 属性（Attribute）：实体的特性，用椭圆形表示
• 联系（Relationship）：实体之间的关联规则，用菱形表示

4.2 联系类型

表结构示例

sql

-- 学生表（一对一关系的示例） CREATE TABLE student ( stu_id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20) ); -- 数据：(1, '唐三'), (2, '叶凡') -- 老师表（用于一对多） CREATE TABLE teacher ( teacher_id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20) ); -- 数据：(1, 'gao'), (2, 'ma') -- 课程表（一对多：一个老师多门课） CREATE TABLE class ( class_id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20), teacher_id INT ); -- 数据：(1, 'linux',1), (2, 'golang',1), (3, 'python',2), (4, 'java',2) -- 学生与课程多对多关系表（中间表） CREATE TABLE student_class ( class_id INT, stu_id INT ); -- 数据：(1,1), (1,2), (2,1), (3,2)

4.3 数据操作（CRUD）

4.4 数据库规范化（范式）

设计关系数据库时，遵循范式可减少冗余、增进一致性。一般满足第三范式（3NF）即可。

第一范式（1NF）：原子性

• 要求：每个字段不可再分（不能是列表、集合或复合结构）
• 反例：联系方式字段存13800138000, zhang@example.com
• 正例：拆分为手机号、邮箱两列

第二范式（2NF）：消除部分依赖

• 前提：满足 1NF
• 要求：非主键字段必须完全依赖于整个主键（针对复合主键）
• 反例：订单明细表主键(订单ID, 商品ID)，但“商品名称”只依赖“商品ID”
• 解决方法：拆表（商品表 + 订单明细表）

第三范式（3NF）：消除传递依赖

• 前提：满足 2NF
• 要求：非主键字段之间不能有依赖关系（如A→B→C，则 C 传递依赖 A）
• 反例：学生表（学生ID → 学院ID → 学院地址）
• 解决方法：拆表（学生表 + 学院表）

范式总结

范式	核心目标	关键规则
1NF	原子性	字段不可再分
2NF	消除部分依赖	非主属性完全依赖整个主键
3NF	消除传递依赖	非主属性之间不能相互依赖

实际开发中，一般满足 3NF 即可，不必追求更高范式。

4.5 SQL 结构化查询语言

SQL（Structured Query Language）用于存取、查询、更新和管理关系数据库。MySQL 采用 C/S 模式，使用专有协议通信。客户端发送 SQL 语句，服务端返回结果。

五、MySQL 安装与基本使用

5.1 MySQL 简介与历史

• 创始人：Michael “Monty” Widenius（女儿名 My，所以叫 MySQL）
• 1995 年发布第一个内部版本，1996 年对外发布 3.11.1
• 2000 年改为 GPL 许可，2001 年集成 InnoDB
• 2008 年被 Sun 收购，2009 年 Oracle 收购 Sun
• 主流分支：官方 MySQL、Percona Server、MariaDB

5.2 MySQL 特性

• 开源，免费
• 标准 SQL 语言
• 跨平台，支持多种语言
• 插件式存储引擎
• 单进程多线程
• 大量测试组件和扩展

5.3 MySQL 多实例

定义：在一台服务器上运行多个 MySQL 服务端进程，每个进程监听不同端口（如 3306、3307、3308），拥有独立配置和数据。

优点

• 节约硬件资源
• 便于对比测试不同版本
• 便于集中管理（安全、备份、启停）

缺点

• 资源抢占
• 单点风险（服务器宕机影响所有实例）

5.4 MySQL 组成和常用工具

服务端主要程序

客户端主要程序

MyISAM 工具

配置文件

主要配置文件：/etc/my.cnf，以及/etc/my.cnf.d/目录下的文件。
配置文件读取顺序（从mysql --help查看）：

text

/etc/my.cnf -> /etc/mysql/my.cnf -> ~/.my.cnf

5.5 MySQL 客户端使用

常用选项

bash

mysql [OPTIONS] [database] # 常用选项： -u, --user=name # 用户名 -p, --password[=name] # 密码 -h, --host=host # 服务端主机 -P, --port=port # 端口（默认 3306） -S, --socket=name # socket 文件 -D, --database=db # 指定数据库 -e, --execute=sql # 非交互式执行 SQL 后退出 -H, --html # HTML 格式输出 -X, --xml # XML 格式输出 -t, --table # 表格格式（默认） -E, --vertical # 垂直显示 -v, --verbose # 显示详细信息 --prompt=name # 修改命令提示符

使用范例

bash

# 免密登录（注意安全） mysql -uroot -pHuawei@123 # 显示版本 mysql -v # 指定用户名、主机、端口 mysql -uroot -h127.0.0.1 -P3306 # 使用主机名 mysql --user=root --host=localhost --port=3306 # 默认使用 root 空密码登录（仅限测试） mysql # 打印参数列表（不连接） mysql --print-defaults -uroot -hlocalhost --connect-timeout=2 # 以 HTML 格式输出查询结果 mysql -H -e "SELECT VERSION();" # 非交互式执行 SQL 文件 mysql -e "source /root/test.sql" # 或使用重定向 mysql < test.sql # 垂直显示结果 mysql -e "SHOW DATABASES;" -E # 修改命令提示符 mysql --prompt="[\\d]> " # 指定数据库 mysql information_schema

客户端常用命令（在 mysql> 提示符下）

使用范例

sql

-- 显示当前数据库 mysql> \s -- 切换数据库 mysql> use mysql; -- 调用系统命令 mysql> \! hostname mysql> \! clear -- 修改提示符 mysql> prompt [\\h-\\D]> -- 执行 SQL 脚本 mysql> source /path/to/script.sql mysql> \. /path/to/script.sql -- 开启/关闭输出到文件 mysql> \T /tmp/output.txt mysql> \t -- 设置分隔符为 $（默认 ;） mysql> delimiter $ mysql> SELECT * FROM student$ mysql> delimiter ;

mysqladmin 工具（管理工具）

常用命令：

bash

# 显示版本 mysqladmin -V mysqladmin version # 查看状态 mysqladmin status # 设置连接超时 + 静默模式 mysqladmin -h1.2.3.4 --connect-timeout=2 -s ping # 持续执行（每秒 ping 一次，共 3 次） mysqladmin -i 1 -c 3 ping # 关闭服务（不能启动） mysqladmin shutdown # 创建数据库 mysqladmin create db1 # 删除数据库（需确认） mysqladmin drop db1 # 强制删除（无需确认） mysqladmin -f drop db2 # 修改密码（旧密码为空时直接设置） mysqladmin password "123456" # 旧密码存在时 mysqladmin -uroot -p123456 password "abcde"

mycli 工具（增强型 MySQL 客户端）

bash

# 安装（依赖 Python） yum install -y python39 pip3 install mycli==1.2.0 # 使用 mycli -uroot -pabcde

六、本期知识点一览表

下一期预告：SQL 语言之库/表操作与数据类型（DDL、数据类型详解、表约束、字符集与排序规则）