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mysql是怎样运行的从根儿上理解mysql电子书

《MySQL是怎样运行的：从根儿上理解 MySQL》采用诙谐幽默的表达方式，对MySQL的底层运行原理进行了介绍，内容涵盖了使用MySQL的同学在求职面试和工作中常见的一些核心概念。总计22 章，划分为4个部分。第1部分介绍了MySQL入门的一些知识，比如MySQL的服务器程序和客户端程序有哪些、MySQL的启动选项和系统变量，以及使用的字符集等。第2部分是本书后续章节的基础，介绍了MySQL的一些基础知识，比如记录、页面、索引、表空间的结构和用法等。第3部分则与大家在工作中经常遇到的查询优化问题紧密相关，介绍了单表查询、连接查询的执行原理，MySQL基于成本和规则的优化具体指什么，并详细分析了Explain语句的执行结果。第4部分则是与MySQL中的事务和锁相关，介绍了事务概念的来源，MySQL是如何实现事务的，包括redo日志、undo日志、MVCC、各种锁的细节等。

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尽管《MySQL是怎样运行的：从根儿上理解 MySQL》在写作时参考的MySQL源代码版本是5.7.22，但是大部分内容与具体的版本号并没有多大关系。无论是很早之前就已身居MySQL专家的人员，还是希望进一步提升技能的DBA，甚至是三五年后才会入行的“萌新”，本书都是他们彻底了解MySQL运行原理的优秀书

mysql运维管理（八）：合格的运维管理员必须掌握的常用工具

在MySQL日常运维工作中，经常会用到各种管理工具，这些工具属于mysql自带的管理工具，存储在mysql目录下的bin目录中，例如对象查看，备份，日志分析等，熟练使用是运维开发人员的必备工作，这些工具参数很多，这里介绍常用选项，更多详细可参考帮助文件。

在mysql工具集中，管理员使用最频繁的就是mysql命令了，它是连接数据库的客户端工具，类似oracle中的sqlplus，通过它可以进入mysql控制台界面。在大部分情况下，使用简单，命令语法如下：

常用选项：选项一般有两种表达方式，一种是"-"+选项单词缩写和选项值；另一种是“--”+选项的完整单词“=”选项实际值。例如我们连接数据库的两种命令如下：

myisampack是一个表压缩工具，它对MyISAM存储引擎表能进行高度压缩，可以很大的节省磁盘空间，但是压缩后的表只能读，不能写，不能进行DML操作，所以它的使用场景一般是归档 历史 数据。命令如下：

当对一个压缩表进行增加操作时会报一个错误：ERROR 1036 Table is read only,但时对查询和统计时可以正常操作的。

mysqladmin是一个对数据库进行管理操作的客户端工具，可用来检查服务器是否可用、显示数据库版本号和状态，还可以直接新增一个数据库，也可对数据库进行关闭，功能和mysql类似，它的参数和mysql差异不大，命令如下：

它还可以修改root密码，命令如下

MySQL自带的mysqlbinlog工具的作用是解析二进制binlog的日志内容，把二进制数据还原成mysql可以执行的SQL语句。我有篇文章专门介绍该工具的使用，请具体参考：

传送门：mysql运维管理（七）：使用Mysqlbinlog工具恢复增量数据

mysqlcheck工具可以用来检查和修复MyISAM存储引擎的表,还能做优化的工作，例如check、repair、analyze、optimize等等功能。具体命令如下：

注意，如果是innodb引擎的表，不能用上述优化工具。

mysqldump工具用来逻辑备份数据库，或者数据迁移。该工具是最常用的备份工具。

我有篇文章专门介绍该工具的使用，请具体参考：

传送门：mysql运维管理（五）：掌握MySQLdump逻辑备份工具使用

它是数据导入工具，专门用来处理mysqldump 加-T选项后导出的文本文件，基本用法很简单，命令如下：

客户端对象查找工具，用来查找数据库，数据库的表，表中列或者索引，具体使用命令如下:

不加任何选项，默认显示所有数据库。

常用参数：

--count ,用来显示数据库和表的统计信息，不指定数据库的话，显示所有库信息

-k或者--keys，用来显示指定表中所有索引，例如查看employees库中employees表的索引信息，

在使用mysql使用过程中，会经常出现错误，错误信息都会带有一个编码，具体编码代表什么意思，就需要perror来查看。用法很简单：

举个例子，我们故意写错一个查询语句，例如：

现在有一个编码1054，我们可以用perror查看下

结果跟用工具显示的内容差不多，当然第三方工具也会显示错误信息。

本章做了一个常用工具的使用汇总，并举例说明了基本用法，熟练使用是每个运维人员必修内容，当然还有很多参数没有一一列举，可以参考相关帮助文档。

MYSQL使用基础、进阶分享

MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发，属于Oracle旗下产品，是最流行的关系型数据库管理系统之一。

端口是3306。

表很多时，使用linux脚本，需要根据需要修改一下：

和创建一样，可以加上 if exists

可两篇文章：

如：

用于在已有的表中添加、删除或修改列。

添加 ADD

或

默认是添加到最后，但可以指定位置。 FIRST ：添加最前

AFTER 字段名 ：添加指定字段之后

例子：

删除 DROP

修改 MODIFY 主要修改原列的类型或约束条件 同样可以用 FIRST 和 AFTER 字段名 ，代表的是修改到哪里。

修改字段名 CHANGE

可以把表2的数据复制到表1中，但 不能复制约束性条件 。

单行

多行，注意 只有一个VALUES ：

不写 (行1, 行2...) 这一部分的话，默认一一对应

除了以上方法外，还可以用SET为每一行附上相应的值。

假如没有筛选的话，就给全部都修改了。可以用 WHERE 筛选。

假如 没有筛选的话，就给全部删除了 。相当于清空。

清空

先把表删除，然后再建一个。与 DELETE FROM 相比， TRUNCATE 的效率更快，因为 DELETE FROM 是把记录逐条删除的。

查询执行的顺序

FROM -- WHERE -- SELECT -- GROUP BY -- HAVING -- ORDER BY -- LIMIT

注意

当数据很大，上百万的时候，使用LIMIT ... OFFSET ..的方式进行分页十分浪费资源且耗时长。最好是结合WHERE使用，如：

REGEXP 使用正则表达进行匹配。 查询时，需要搭配WHERE或HAVING使用 。

两个表之间有交集且要用到两个表的数据时，可以使用内连接查询。

LEFT JOIN 关键字从左表（table1）返回所有的行，即使右表（table2）中没有匹配。如果右表中没有匹配，则结果为 NULL。

用法：

RIGHT JOIN 关键字从右表（table2）返回所有的行，即使左表（table1）中没有匹配。如果左表中没有匹配，则结果为 NULL。 把LEFT JOIN的表1、表2调换顺序，就是REGHT JOIN 。

FULL OUTER JOIN 关键字只要左表（table1）和右表（table2）其中一个表中存在匹配，则返回行. 相当于结合了 LEFT JOIN 和 RIGHT JOIN 的结果。

但 MySQL中不支持 FULL OUTER JOIN 。

即SELECT嵌套。

IN 一个查询结果作为另一个查询的条件。 如：

EXISTS 用于判断查询子句是否有记录，如果有一条或多条记录存在返回 True，否则返回 False。True时执行。 如：

索引的本质是一种排好序的数据结构。利用索引可以提高查询速度。

常见的索引有：

MySQL通过外键约束来保证表与表之间的数据的完整性和准确性。 外键的使用条件：

外键的好处：可以使得两张表关联，保证数据的一致性和实现一些级联操作。

对已有的两个表增加外键 比如：主表为A，子表为B，外键为aid，外键约束名字为a_fk_b

为子表添加一个字段，当做外键

为子表添加外键约束条件

假如删除记录报错： [Err] 1451 -Cannot deleteorupdatea parent row: aforeignkeyconstraintfails (...)

这是因为MySQL中设置了foreign key关联，造成无法更新或删除数据。可以通过设置 FOREIGN_KEY_CHECKS 变量来避免这种情况。 第一步：禁用外键约束，我们可以使用： SETFOREIGN_KEY_CHECKS=0; 第二步：删除数据 第三步：启动外键约束，我们可以使用： SETFOREIGN_KEY_CHECKS=1; 查看当前FOREIGN_KEY_CHECKS的值，可用如下命令： SELECT @@FOREIGN_KEY_CHECKS;

使用 UNION 来组合两个查询，如果第一个查询返回 M 行，第二个查询返回 N 行，那么组合查询的结果一般为 M+N 行。

每个查询必须包含相同的列、表达式和聚集函数。

默认会去除相同行，如果需要 保留 相同行，使用 UNION ALL 。

只能包含一个 ORDER BY 子句，并且必须位于语句的最后 。

内置函数很多, 见: MySQL 函数

我们一般使用 START TRANSACTION 或 BEGIN 开启事务, COMMIT 提交事务中的命令, SAVEPOINT : 相当于设置一个还原点, ROLLBACK TO : 回滚到某个还原点下

一般的使用格式如下:

开启事务时, 默认加锁

根据类型可分为共享锁（SHARED LOCK）和排他锁（EXCLUSIVE LOCK）或者叫读锁（READ LOCK）和写锁（WRITE LOCK）。

根据粒度划分又分表锁和行锁。表锁由数据库服务器实现，行锁由存储引擎实现。

除此之外,我们可以显示加锁

加锁时, 如果没有索引，会锁表，如果加了索引，就会锁行

InnoDB默认支持行锁，获取锁是分步的，并不是一次性获取所有的锁，因此在锁竞争的时候就会出现死锁的情况

解决方法:

即ACID特性:

由于并发事务会引发上面这些问题, 我们可以设置事务的隔离级别解决上面的问题.

MySQL的默认隔离级别（可重复读）

查看当前会话隔离级别

方式1

方式2

设置隔离级别

主从集群的示意图如下:

主要涉及三个线程： binlog 线程、 I/O 线程和 SQL 线程。

同步流程:

由于MySQL主从集群只会从主节点同步到从节点, 不会反过来同步, 所以需要读写分离

读写分离需要在业务层面实现 , 写数据只能在主节点上完成, 而读数据可以在主节点或从节点上完成

索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构

MySQL的索引有

推荐两个在线工具:

简单来说, B树是在红黑树(一个平衡二叉树)的基础上将一个节点存放多个值, 实现的, 降低了树的高度, 每个节点都存放索引及对应数据指针, 同一层的节点是递增的

而B+树在B树的基础上进行优化, 非叶子节点存放 子节点的开始的索引, 叶子节点存放索引和数据的指针, 且叶子节点之间有双向的指针

如下示意图:

不同的引擎, 主键索引存放的数据也不一样, 比如常见的 MyISAM 和 InnoDB

MyISAM 的B+树叶子节点存放表数据的指针, InnoDB 的B+树叶子节点存放处主键外的数据

其他的:

即多个列组成一个索引, 语法:

由于联合索引的B+树的结构, 根据列建立, 所以我们的查找条件也要根据索引列的顺序( where column1=x, column2=y,columnN... ), 否则会全表扫描

如果你对列进行了 （+，-，*，/，!） , 那么都将不会走索引。

OR 引起的索引失效

OR 导致索引是在特定情况下的，并不是所有的 OR 都是使索引失效，如果OR连接的是 同 一个字段，那么索引 不会失效 ， 反之索引失效 。

这个我相信大家都明白，模糊搜索如果你前缀也进行模糊搜索，那么不会走索引。

这两种用法，也将使索引失效。另 IN 会走索引，但是当IN的取值范围较大时会导致索引失效，走全表扫描, 见: MySQL中使用IN会不会走索引

不走索引。

走索引。

所以设计表的时候, 建议不可为空, 而是将默认值设置为 "" ( NOT NULL DEFAULT "" )

MySQL 使用技巧

1、选取最适用的字段属性

MySQL 可以很好的支持大数据量的存取，但是一般说来，数据库中的表越小，在它上面执行的查询也就会越快。因此，在创建表的时候，为了获得更好的性能，我们可以将表中字段的宽度设得尽可能小。例如，在定义邮政编码这个字段时，如果将其设置为CHAR(255),显然给数据库增加了不必要的空间，甚至使用VARCHAR这种类型也是多余的，因为CHAR(6)就可以很好的完成任务了。同样的，如果可以的话，我们应该使用MEDIUMINT而不是BIGIN来定义整型字段。

另外一个提高效率的方法是在可能的情况下，应该尽量把字段设置为NOT NULL，这样在将来执行查询的时候，数据库不用去比较NULL值。

对于某些文本字段，例如“省份”或者“性别”，我们可以将它们定义为ENUM类型。因为在MySQL中，ENUM类型被当作数值型数据来处理，而数值型数据被处理起来的速度要比文本类型快得多。这样，我们又可以提高数据库的性能。

2、使用连接（JOIN）来代替子查询(Sub-Queries)

MySQL 从4.1开始支持SQL的子查询。这个技术可以使用SELECT语句来创建一个单列的查询结果，然后把这个结果作为过滤条件用在另一个查询中。例如，我们要将客户基本信息表中没有任何订单的客户删除掉，就可以利用子查询先从销售信息表中将所有发出订单的客户ID取出来，然后将结果传递给主查询，如下所示：

DELETE FROM customerinfo

WHERE CustomerID NOT in (SELECT CustomerID FROM salesinfo )

使用子查询可以一次性的完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作，同时也可以避免事务或者表锁死，并且写起来也很容易。但是，有些情况下，子查询可以被更有效率的连接（JOIN）.. 替代。例如，假设我们要将所有没有订单记录的用户取出来，可以用下面这个查询完成：

SELECT * FROM customerinfo

WHERE CustomerID NOT in (SELECT CustomerID FROM salesinfo )

如果使用连接（JOIN）.. 来完成这个查询工作，速度将会快很多。尤其是当salesinfo表中对CustomerID建有索引的话，性能将会更好，查询如下：

SELECT * FROM customerinfo

LEFT JOIN salesinfoON customerinfo.CustomerID=salesinfo.

CustomerID

WHERE salesinfo.CustomerID IS NULL

连接（JOIN）.. 之所以更有效率一些，是因为 MySQL不需要在内存中创建临时表来完成这个逻辑上的需要两个步骤的查询工作。

3、使用联合(UNION)来代替手动创建的临时表

MySQL 从 4.0 的版本开始支持 UNION 查询，它可以把需要使用临时表的两条或更多的 SELECT 查询合并的一个查询中。在客户端的查询会话结束的时候，临时表会被自动删除，从而保证数据库整齐、高效。使用 UNION 来创建查询的时候，我们只需要用 UNION作为关键字把多个 SELECT 语句连接起来就可以了，要注意的是所有 SELECT 语句中的字段数目要想同。下面的例子就演示了一个使用 UNION的查询。

SELECT Name, Phone FROM client

UNION

SELECT Name, BirthDate FROM author

UNION

SELECT Name, Supplier FROM product

4、事务

尽管我们可以使用子查询（Sub-Queries）、连接（JOIN）和联合（UNION）来创建各种各样的查询，但不是所有的数据库操作都可以只用一条或少数几条SQL语句就可以完成的。更多的时候是需要用到一系列的语句来完成某种工作。但是在这种情况下，当这个语句块中的某一条语句运行出错的时候，整个语句块的操作就会变得不确定起来。设想一下，要把某个数据同时插入两个相关联的表中，可能会出现这样的情况：第一个表中成功更新后，数据库突然出现意外状况，造成第二个表中的操作没有完成，这样，就会造成数据的不完整，甚至会破坏数据库中的数据。要避免这种情况，就应该使用事务，它的作用是：要么语句块中每条语句都操作成功，要么都失败。换句话说，就是可以保持数据库中数据的一致性和完整性。事物以BEGIN 关键字开始，COMMIT关键字结束。在这之间的一条SQL操作失败，那么，ROLLBACK命令就可以把数据库恢复到BEGIN开始之前的状态。

BEGIN;

INSERT INTO salesinfo SET CustomerID=14;

UPDATE inventory SET Quantity=11

WHERE item='book';

COMMIT;

事务的另一个重要作用是当多个用户同时使用相同的数据源时，它可以利用锁定数据库的方法来为用户提供一种安全的访问方式，这样可以保证用户的操作不被其它的用户所干扰。

5、锁定表

尽管事务是维护数据库完整性的一个非常好的方法，但却因为它的独占性，有时会影响数据库的性能，尤其是在很大的应用系统中。由于在事务执行的过程中，数据库将会被锁定，因此其它的用户请求只能暂时等待直到该事务结束。如果一个数据库系统只有少数几个用户

来使用，事务造成的影响不会成为一个太大的问题；但假设有成千上万的用户同时访问一个数据库系统，例如访问一个电子商务网站，就会产生比较严重的响应延迟。

其实，有些情况下我们可以通过锁定表的方法来获得更好的性能。下面的例子就用锁定表的方法来完成前面一个例子中事务的功能。

LOCK TABLE inventory WRITE

SELECT Quantity FROM inventory

WHEREItem='book';

...

UPDATE inventory SET Quantity=11

WHEREItem='book';

UNLOCK TABLES

这里，我们用一个 SELECT 语句取出初始数据，通过一些计算，用 UPDATE 语句将新值更新到表中。包含有 WRITE 关键字的 LOCK TABLE 语句可以保证在 UNLOCK TABLES 命令被执行之前，不会有其它的访问来对 inventory 进行插入、更新或者删除的操作。

6、使用外键

锁定表的方法可以维护数据的完整性，但是它却不能保证数据的关联性。这个时候我们就可以使用外键。例如，外键可以保证每一条销售记录都指向某一个存在的客户。在这里，外键可以把customerinfo 表中的CustomerID映射到salesinfo表中CustomerID，任何一条没有合法CustomerID的记录都不会被更新或插入到 salesinfo中。

CREATE TABLE customerinfo

(

CustomerID INT NOT NULL ,

PRIMARY KEY ( CustomerID )

) TYPE = INNODB;

CREATE TABLE salesinfo

(

SalesID INT NOT NULL,

CustomerID INT NOT NULL,

PRIMARY KEY(CustomerID, SalesID),

FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES customerinfo

(CustomerID) ON DELETECASCADE

) TYPE = INNODB;

注意例子中的参数“ON DELETE CASCADE”。该参数保证当 customerinfo 表中的一条客户记录被删除的时候，salesinfo 表中所有与该客户相关的记录也会被自动删除。如果要在 MySQL 中使用外键，一定要记住在创建表的时候将表的类型定义为事务安全表 InnoDB类型。该类型不是 MySQL 表的默认类型。定义的方法是在 CREATE TABLE 语句中加上 TYPE=INNODB。如例中所示。

7、使用索引

索引是提高数据库性能的常用方法，它可以令数据库服务器以比没有索引快得多的速度检索特定的行，尤其是在查询语句当中包含有MAX(), MIN()和ORDERBY这些命令的时候，性能提高更为明显。那该对哪些字段建立索引呢？一般说来，索引应建立在那些将用于JOIN, WHERE判断和ORDER BY排序的字段上。尽量不要对数据库中某个含有大量重复的值的字段建立索引。对于一个ENUM类型的字段来说，出现大量重复值是很有可能的情况，例如 customerinfo中的“province”.. 字段，在这样的字段上建立索引将不会有什么帮助；相反，还有可能降低数据库的性能。我们在创建表的时候可以同时创建合适的索引，也可以使用ALTER TABLE或CREATE INDEX在以后创建索引。此外，MySQL

从版本3.23.23开始支持全文索引和搜索。全文索引在 MySQL 中是一个FULLTEXT类型索引，但仅能用于MyISAM 类型的表。对于一个大的数据库，将数据装载到一个没有FULLTEXT索引的表中，然后再使用ALTER TABLE或CREATE INDEX创建索引，将是非常快的。但如果将数据装载到一个已经有FULLTEXT索引的表中，执行过程将会非常慢。

8、优化的查询语句

绝大多数情况下，使用索引可以提高查询的速度，但如果SQL语句使用不恰当的话，索引将无法发挥它应有的作用。下面是应该注意的几个方面。首先，最好是在相同类型的字段间进行比较的操作。在MySQL 3.23版之前，这甚至是一个必须的条件。例如不能将一个建有索引的INT字段和BIGINT字段进行比较；但是作为特殊的情况，在CHAR类型的字段和 VARCHAR类型字段的字段大小相同的时候，可以将它们进行比较。其次，在建有索引的字段上尽量不要使用函数进行操作。

例如，在一个DATE类型的字段上使用YEAE()函数时，将会使索引不能发挥应有的作用。所以，下面的两个查询虽然返回的结果一样，但后者要比前者快得多。

SELECT * FROM order WHERE YEAR(OrderDate)2001;

SELECT * FROM order WHERE OrderDate"2001-01-01";

同样的情形也会发生在对数值型字段进行计算的时候：

SELECT * FROM inventory WHERE Amount/724;

SELECT * FROM inventory WHERE Amount24*7;

上面的两个查询也是返回相同的结果，但后面的查询将比前面的一个快很多。第三，在搜索字符型字段时，我们有时会使用 LIKE 关键字和通配符，这种做法虽然简单，但却也是以牺牲系统性能为代价的。例如下面的查询将会比较表中的每一条记录。

SELECT * FROM books

WHERE name like "MySQL%"

但是如果换用下面的查询，返回的结果一样，但速度就要快上很多：

SELECT * FROM books

WHERE name="MySQL"and name"MySQM"

最后，应该注意避免在查询中让MySQL进行自动类型转换，因为转换过程也会使索引变得不起作用。