SQL概述

数据库XX语言:DDL, DML, DQL, DCL

1 数据库

1.1 连接数据库

命令行连接

mysql -uroot -p

update mysql.user set password = password('XXX') where user = 'root' and Host = 'localhost'; -- 修改用户密码
flush privileges; -- 刷新权限
-----------------------------------------------

show tables;
describe 表名; -- 显示表信息

exit; -- 退出连接

1.2 操作数据库

create database [if not exists] 数据库名 -- 创建
drop database [if exists] 数据库名 -- 删除
use 数据库名 -- 使用/切换 如果数据库名是关键词,则加上``
show databases; -- 查看

数据类型:

数值:
  • 整型:tinyint 1B,smallint 2B, int 4B, bigint 8B
  • 浮点型:float 4B, double 8B, decimal(字符串形式的浮点数,常用于金融计算)
字符串
  • char 固定大小 0~255,
  • varchar 可变 0~65535
  • tinytext 微型文本 2^8 - 1
  • text 文本串 2^16-1
时间日期
  • date YYYY- MM- DD
  • time HH: mm: ss
  • datetime YYYY- MM - DD HH: mm: ss
  • timestamp 时间戳,1970.1.1到现在的毫秒数
  • year 年份表示
NULL

每个表都必须存在以下五个字段:

  • id 主键
  • `version`乐观锁
  • is_delete 伪删除
  • gmt_create 创建时间
  • gmt_update 修改时间

2 表

2.1 创建表

CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] `student`{
    `id` INT(4) [NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '学号'],
    ...
    PRIMARY KEY(`id`)
}[ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf-8]

查看创建语句

SHOW CREATE DATABASE school -- 查看创建数据库语句
SHOW CREATE TABLE student -- 查看创建表语句
DESC student -- 显示表结构

数据表的类型

INNODB(默认)

MYISAM(早年使用)

MYISAM INNODB
事务支持 不支持 支持
数据行锁定 不支持 支持
外键约束 不支持 支持
全文索引 支持 不支持
表空间大小 较小 较大,约为2倍

常规使用的操作:

  • MYISAM:节约空间,速度较快
  • INNODB:安全性高,事务的处理,多表多用户操作

所有的数据库文件都存在data目录下,本质还是文件的存储

MySQL引擎在物理文件上的区别

  • INNODB在数据库表中只有*.frm文件,以及上级目录下的ibdata1文件
  • MYISAM对应文件

    • *.frm - 表结构的定义文件
    • *.MYD 数据文件(data)
    • *.MYI 索引文件(index)

2.2 修改删除表

修改(alter)
ALTER TABLE teacher RENAME AS teacher1 -- 修改表名
ALTER TABLE teacher1 ADD age INT(11) -- 增加字段

-- 修改表的字段
ALTER TABLE teacher1 MODIFY age VARCHAR(11) -- 修改约束
ALTER TABLE teacher1 CHANGE age age1 VARCHAR(1) -- 重命名

-- 删除表的字段
ALTER TABLE teacher1 DROP age1
删除
-- 删除表
DROP TABLE [IF EXISTS] teacher1

3 MySQL数据管理

3.1 外键

ALTER TABLE `student`
ADD CONSTRAINT `FK_gradeid` FOREIGN KEY(`gradeid`) REFERENCES `grade`(`gradeid`);

以上操作都是物理外键,数据库级别的外键,不建议使用,避免数据库过多造成困扰

3.2 DML语言

数据库意义:数据存储,数据管理

添加:insert into 表名[(字段1,2,3...)]values(值1,2,3...)[,(),()...]

修改:update 表名 set 字段1 = 值1[,字段2 = 值2...] where 条件

删除:delete from 表名 where 条件

truncate 表名:完全清空一个数据库表,表的结构和索引约束不会变!

truncate 重新设置,自增列,计数器会归零,不会影响事务

where子句

=, >, <, <=, >= <>或者!=(不等于), BETWEEN X AND Y ([X,Y])

AND, OR

注意:没写条件则修改表的所有记录!

4 DQL查询数据

DQL:Data QueryLanguage 数据查询语言

select 字段 [as 别名] from 表 [as 别名]

函数

concat(a,b)

去重 distinct select distinct 字段 ...

可以select的表达式:文本值,列,Null,函数,计算表达式,系统变量...

4.1 模糊查询

is null,like, in

-- 查询姓刘的同学
-- like结合 %代表0到任意个字符 _代表一个字符
select `StudentNo`,`StudentName` from `student`
where StudentName like '刘%'

--查询1001,1002,1003号学员
select `StudentNo`,`StudentName` from `student`
where StudentNo in (1001,1002,1003)

4.2 联表查询

where 等值查询

join on 连接查询

img

查表思路:

  1. 分析需求:分析查询的字段来自哪些表
  2. 确定使用哪种连接查询(7种)
  3. 确定交叉点(判断的条件:student.studentNo = grade.studentNo)
-- 查询缺考的学生
select s.StudentNo,studentName,SubjectNo,StudentResult
from student s
left join result r
on s.studentNo = r.studentNo
where StudentResult is null

自连接

核心:一张表拆成两张一样的表

select a.`categoryName` as '父栏目',b.`categoryName` as '子栏目'
from `category` as a,`category` as b
where a.`categoryid` = b.`pid`

4.3 分页和排序

limit & order by

排序:升序 ASC 降序 DESC

-- 分页:起始值,页面大小
limit start(0-),size
limit 0,5 -- 第一页
limit 5,5 -- 第二页
...
limit (N-1)*pageSize,pageSize --第N页

4.4 嵌套查询

select 字段 from 表

where(子查询)

-- 由里及外
select StudentNo,StudentName from student where StudentNo in (
    select StudentNo from result where StudentResult>80
    and SubjectNo = (
        select SubjectNo from `subject` where `SubjectName` = '高等数学-2'
    )
)

5 MySQL函数

官网:https://dev.mysql.com/doc/ref...

5.1 常用函数

-- 数学函数
select abs(-8) -- 8
select ceiling(9.4) -- 10
select floor(9.4) -- 9
select rand() -- 0~1
select sign(-10/0/10) -- -1,0,1

-- 字符串函数
select char_length('xxxxx')
select concat('a','b','c')
select insert('xxx',pos,length,'yyy')
select lower('XXX')
select upper('xxx')
select instr('xyz','x') -- 返回子串第一次出现的索引
select replace('abc','b','d')
select substr('abcdefg',pos,length)
select reverse('cba')

-- 查询姓周的同学,替换成邹
select replace(studentname,'周''邹') from student
where studentname like '周%'
               
-- 时间和日期函数(记住)
select current_date()
select curdate()
select now() -- 当前时间
select localtime()
select sysdate()

-- 系统
select system_user()    
select user()
select version()

5.2 聚合函数

select count(字段) from 表 -- 忽略null值,有主键,count(字段)查询效率高
select count(*) from 表
select count(1) from 表
select sum(`StudentResult`) as 总和 from result
select avg(`StudentResult`) as 平均分 from result
select max(`StudentResult`) as 最高分 from result
select min(`StudentResult`) as 最低分 from result

-- 分组:查询不同课程的平均分,最高分,最低分
select SubjectName,avg(StudentResult) as 平均分,max(StudentResult) as 最高分,min(StudentResult) as 最低分
from result r
inner join `subject` sub
on r.`SubjectNo` = sub.`SubjectNo`
group by r.SubjectNo -- 分组字段
having 平均分>80

5.3 MD5加密

不可逆

破解原理:暴力破解,一个个试

MD5(pwd)

将用户传递进来的密码,进行MD5加密,然后比对加密后的值

6 事务

将一组SQL放在一个批次中执行

原则:ACID(原子性,一致性,隔离性,持久性)

原子性(Atomicity)

要么都成功,要么都失败

一致性(Consistency)

事务前后的数据完整性要保证一致

隔离性(Isolation)

事物之间要相互隔离

持久性(Durability)

事务一旦提交则不可逆,被持久化到数据库中

隔离导致的问题:脏读(读到另一事务未提交的数据)、不可重复读(多次读取结果不同)、幻读(读取别的事务插入的数据)

-- mysql默认开启事务自动提交
set autocommit = 0 -- 关闭
set autocommit = 1 -- 开启(默认)

-- 手动处理事务
set autocommit = 0
-- 事务开启
start transaction
insert XXX
insert yyy
-- 提交
commit
-- 回滚
rollback
-- 事务结束
set autocommit = 1

-- 了解
savepoint 保存点名
rollback to savepoint 保存点名
release savepoint 保存点名

7 索引

MySQL官方对索引的定义为:索引(Index)是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。提取句子主干,就可以得到索引的本质:索引是数据结构。

7.1 索引的分类

  • 主键索引(primary key)
  • 唯一索引(unique key)
  • 常规索引(key/index)
  • 全文索引(fulltext)
-- 索引的使用
-- 1.在创建表的时候给字段增加索引
-- 2.创建完毕后,增加索引

-- 显示所有的索引信息
select index from 表名

-- 增加一个全文索引
alter table 数据库.表名 add fulltext index 索引名(字段名)

-- explain分析sql执行的状况
explain select * from student --非全文索引
explain select * from student where match(studentName) against('刘')

7.2 测试索引

插入100万条数据测试索引

--  插入100万条数据
delimiter $$ -- 写函数前必须写,标志

create function mock_data()
returns int
begin
    declare num int default 1000000;
    declare i int default 0;
    while i

总结:索引在小数据量的时候用处不大,但在大数据的时候,区别十分明显

7.3 索引原则

  • 索引不是越多越好
  • 不要对经常变动的数据加索引
  • 小数据量的表不需要加索引
  • 索引一般加在经常查询的字段上
索引的数据结构

Hash类型的索引

Btree:InnoDB默认

http://blog.codinglabs.org/ar...

8 权限管理和备份

8.1 权限管理

SQL命令操作:本质是对用户表mysql.user进行改动

-- 创建用户
create user xxx identified by '123456'
-- 修改密码
set password [for xxx] = password('123456')
-- 重命名
rename user xxx to yyy
-- 用户授权 库.表
grant all privileges on *.* to xxx -- all privileges 除授权权限
-- 查询权限
show grants for xxx
show grants for root@localhost
-- 撤销权限
revoke all privileges on *.* from xxx
-- 删除用户
drop user xxx

8.2 MySQL备份

目的:保证数据不丢失,数据转移

方式:

  • 直接复制物理文件
  • 在Navicat这种可视化工具中手动导出
  • 使用命令行导出 mysqldump
mysqldump -hlocalhost -uroot -p123456 school student >D:/a.sql

# 导入
# 登录的情况下,切换到指定的数据库
# source 备份文件
source d:/a.sql

mysql -u用户名 -p密码 库名< 备份文件

9 规范数据库设计

数据库设计:分析需求→概要设计(E-R图)

三大范式:

  • 第一范式(1NF):要求数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项。

    1NF保证每一列不可再分

  • 第二范式(2NF):满足1NF的前提下,非码属性必须完全依赖于候选码(在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖)

    2NF保证每张表只描述一件事物

  • 第三范式(3NF):满足2NF的前提下,任何非主属性不依赖于其它非主属性(在2NF基础上消除传递依赖

    3NF保证表中每一列数据都与主键直接相关

规范性和性能的问题:

关联查询的表不得超过三张

  • 考虑商业化的需求和目标(成本,用户体验)数据库的性能更加重要
  • 在规范性能的问题的时候,需要适当考虑规范性
  • 故意给某些表增加一些冗余的字段。(多表查询→单表查询)
  • 故意增加一些计算列(大数据量查询→小数据量查询)

10 JDBC

Java操作数据库

程序通过数据库驱动操作数据库

需要导入一个数据库驱动包:mysql-connector-java-X.X.XX.jar

public class JDBCFirstDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 1. 加载驱动
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); // 固定写法,自动加载DriverManager.registerDriver(new com.mysql.jdbc,Driver());
        // 2. 用户信息和url
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcstudy?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC&useSSL=true"; // 协议(jdbc:mysql)://主机地址:端口号/数据库名?参数
        String username = "root";
        String password = "1031";
        // 3. 连接成功,数据库对象Connection
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url,username,password);
        // 4. Statement执行SQL对象
        Statement statement = connection.createStatement();
        String sql = "select * from users";
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql);
        // 5.查看返回结果
        while(resultSet.next()){
            System.out.println("id="+resultSet.getObject("id"));
            System.out.println("name="+resultSet.getObject("name"));
            System.out.println("pwd="+resultSet.getObject("password"));
            System.out.println("email="+resultSet.getObject("email"));
            System.out.println("birthday="+resultSet.getObject("birthday"));
            System.out.println("=================");
        }
        // 6. 释放连接,耗资源,用完关掉
        resultSet.close();
        statement.close();
        connection.close();
    }
}

Java使用JDBC连接数据库步骤:

  1. 加载驱动
  2. 连接数据库DriverManager
  3. 获取执行sql的对象Statement
  4. 获取返回的结果集
  5. 释放连接

Statement & ResultSet

Connection connection = DriverManager.getConnection(url,username,password);
Statement statement = connection.createStatement();
String sql = "select * from users";
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(sql); // 查询操作返回ResultSet
statement.execute(); // 执行任何SQL
statement.executeUpdate(); // 更新、插入,删除,返回一个受影响的行数

// ResultSet
resultSet.getObject("id") // 不知道返回类型
resultSet.getString("id") // 知道返回类型
// 遍历指针(光标)
resultSet.next() // 移动到下一行
resultSet.beforeFirst() // 移动到最前
resultSet.afterLast() // 移动到最后
resultSet.previous()  // 移动到前一行
resultSet.absolute(row) //移动到指定行

10.1 封装JDBC(JDBCUtils.java)

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.*;
import java.util.Properties;

public class JDBCUtils {
    private static String driver = null;
    private static String url = null;
    private static String username = null;
    private static String password = null;
    static {
        try{
            InputStream in = JDBCUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties");
            Properties properties = new Properties();
            properties.load(in);

            driver = properties.getProperty("driver");
            url = properties.getProperty("url");
            username = properties.getProperty("username");
            password = properties.getProperty("password");

            // 1.驱动只要加载一次
            Class.forName(driver);
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //获取连接
    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        return DriverManager.getConnection(url,username,password);
    }

    //释放连接
    public static void release(Connection connection, Statement statement, ResultSet resultSet){
        try {
            if (resultSet != null){
                resultSet.close();
            }
            if (statement != null){
                statement.close();
            }
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试用JDBC封装类来操作数据库

import com.zhg.lesson02.utils.JDBCUtils;

import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class TestInsert {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            connection = JDBCUtils.getConnection();
            statement = connection.createStatement();
            String sql = "insert into users(id,`NAME`,`PASSWORD`,`email`,`birthday`) values(4,'zhg','123456','zhomgun@qq.com','2020-01-01')"; // 删改只需改sql语句
            int i = statement.executeUpdate(sql);
            if(i > 0){
                System.out.println("插入成功!");
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            JDBCUtils.release(connection,statement,resultSet);
        }
    }
}
import com.zhg.lesson02.utils.JDBCUtils;

import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class TestSelect {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            connection = JDBCUtils.getConnection();
            statement = connection.createStatement();
            String sql = "select * from users"; // 删改只需改sql语句
            resultSet = statement.executeQuery(sql);
            while(resultSet.next()){
                System.out.println("id="+resultSet.getObject("id"));
                System.out.println("name="+resultSet.getObject("name"));
                System.out.println("pwd="+resultSet.getObject("password"));
                System.out.println("email="+resultSet.getObject("email"));
                System.out.println("birthday="+resultSet.getObject("birthday"));
                System.out.println("=================");
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            JDBCUtils.release(connection,statement,resultSet);
        }
    }
}

10.2 SQL注入

SQL注入即是指web应用程序对用户输入数据的合法性没有判断或过滤不严,攻击者可以在web应用程序中事先定义好的查询语句的结尾上添加额外的SQL语句,在管理员不知情的情况下实现非法操作,以此来实现欺骗数据库服务器执行非授权的任意查询,从而进一步得到相应的数据信息。
import com.zhg.lesson02.utils.JDBCUtils;

import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class SQLInjection {
    public static void main(String[] args) {
        login("zhg","123456"); // 正常登录
        login("'or'1=1","'or'1=1"); //SQL注入:用or拼接SQL语句...
    }
    // 登录业务
    public static void login(String username,String password){
        Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            connection = JDBCUtils.getConnection();
            statement = connection.createStatement();
            String sql = "select * from users where `NAME` ='"+username+"' and `PASSWORD` = '"+password+"'"; // 删改只需改sql语句
            resultSet = statement.executeQuery(sql);
            while(resultSet.next()){
                System.out.println("id="+resultSet.getObject("id"));
                System.out.println("name="+resultSet.getObject("name"));
                System.out.println("pwd="+resultSet.getObject("password"));
                System.out.println("email="+resultSet.getObject("email"));
                System.out.println("birthday="+resultSet.getObject("birthday"));
                System.out.println("=================");
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            JDBCUtils.release(connection,statement,resultSet);
        }
    }
}

10.3 PreparedStatement对象

PreparedStatement可以防止SQL注入

import com.zhg.lesson02.utils.JDBCUtils;

import java.sql.*;
import java.util.Date;

public class TestInsert {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        PreparedStatement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            connection = JDBCUtils.getConnection();
            //使用?占位符代替参数
            String sql = "insert into users(id,`NAME`,`PASSWORD`,`email`,`birthday`) values(?,?,?,?,?)"; // 删改只需改sql语句
            statement = connection.prepareStatement(sql); // 预编译的SQL,先写SQL,然后不执行
            //手动给参数赋值
            statement.setInt(1,5);
            statement.setString(2,"hugh");
            statement.setString(3,"123456");
            statement.setString(4,"24245525@qq.com");
            // 注意点:sql.Date    数据库   new java.sql.Date(时间戳)
            //        util.Date   Java    new Date().getTime() 获得时间戳
            statement.setDate(5,new java.sql.Date(new Date().getTime()));
            int i = statement.executeUpdate();
            if(i > 0){
                System.out.println("插入成功!");
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            JDBCUtils.release(connection,statement,resultSet);
        }
    }
}

PreparedStatement可以防止SQL注入的本质:把传递进来的参数当作字符,假如存在转义字符,就直接转义

10.4 数据库连接池

数据库连接→执行→释放,非常浪费系统资源

池化技术:准备一些预先的资源,过来就连接预先准备好的

编写连接池,实现接口DataSource

开源数据源实现

DBCP

C3P0

Druid:阿里

使用这些数据库连接池之后,我们在项目开发中不需要编写数据库的代码了!

DBCP,需要jar包:commons-dbcp-1.4, commons-pool-1.6

C3P0,需要jar包:c3p0-0.9.5.5, mcharge-commons-java-0.2.19

无论使用什么数据源,本质还是一样的,DataSource接口不会变,方法就不会变

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