数据库基础
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作者寄语：
数据库就是存储数据的仓库，是电子化的文件柜，而SQL是使用最广泛的数据库语言，SQL基础是必须的。
什么是数据库
数据库的定义
数据库（Database） 是一个系统化的数据集合，以结构化（如表格）或非结构化（如文档、键值对）的形式存储，并支持高效的数据存取、管理和更新。
简单来说，数据库就像一个电子化的“文件柜”，用于存储和管理大量关联性数据。
数据库的作用
- 数据持久化：长期存储数据，避免丢失。
- 数据共享与安全：支持多用户并发访问，并通过权限控制保护敏感数据。
- 高效查询：通过索引和优化技术快速检索数据。
- 一致性保障：通过事务机制确保数据的完整性和一致性。
数据库管理系统
数据库管理系统（Database Management System, DBMS）是操作和管理数据库的软件，提供以下核心功能。
- 数据定义：创建、修改表结构（如
CREATE TABLE）。 - 数据操作：增删改查（
INSERT,DELETE,UPDATE,SELECT）。 - 数据控制：用户权限管理（
GRANT,REVOKE）。 - 事务管理：保证多个操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）。
- 备份与恢复：防止数据丢失。
数据库类型
数据库根据数据模型、存储方式和适用场景的不同，可以分为多种类型。
关系型数据库
以表（Table）形式存储数据，表之间通过主键和外键建立关联，遵循严格的结构化数据模型，使用结构化查询语言（SQL）进行数据操作。
特点：
- 结构化存储：数据按预定义的模式（Schema）组织，如字段类型、约束（如非空、唯一性）。
- ACID事务：支持原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。
- 强一致性：通过事务和锁机制保证数据一致。
常见产品：
- MySQL：开源、轻量级，适合Web应用。
- Oracle：企业级，支持高并发和海量数据，但商业授权费用高。
非关系型数据库（NoSQL）
为适应大数据、高并发和灵活数据结构而设计，不强制使用固定表结构，通常牺牲部分ACID特性以换取高性能或扩展性。
四大类型：
文档型数据库
- 特点：以JSON/BSON格式存储文档，支持嵌套结构和动态字段。
- 代表：MongoDB、CouchDB。
键值型数据库
- 特点：通过唯一键（Key）快速存取值（Value），简单高效。
- 代表：Redis（内存数据库，支持持久化）、DynamoDB（AWS托管服务）。
宽列存储数据库
- 特点：按列族（Column Family）存储，适合海量数据和高吞吐写入。
- 代表：Cassandra、HBase。
图数据库
- 特点：以节点（Node）和边（Edge）存储关系，高效处理复杂关联查询。
- 代表：Neo4j、Amazon Neptune。
适用场景：
- 数据结构多变或半结构化（如用户行为日志）。
- 高并发读写（如实时排行榜、缓存）。
- 需要水平扩展（分片）的场景（如分布式系统）。
核心术语
表： 某种特定类型数据的结构化清单。同一个数据库中每个表都有一个名字，作为唯一标识，不允许重复。
列： 表中的一个字段，所有表都是由一个或多个列组成的。
行： 表中的一个记录。
主键： 一列或一组列，其值能够唯一区分表中的每一行。
外键：一个表中的字段，指向另一张表的主键，用于建立表之间的关联。
数据类型： 所容许的数据的类型。每个表列都有相应的数据类型，限制该列中存储的数据。
索引：用于加速对表中数据的查询，是一种”以空间换时间“的典型优化手段。