MySQL笔记01: MySQL入门

1.1 MySQL概述

MySQL是一个关系数据库管理系统（Relational DataBase Management System，RDBMS）。它是一个程序，可以存储大量的种类繁多的数据，并且提供服务以满足任何组织的需要。与MySQL同属于RDBMS的还有著名的Oracle、SQL Server和DB2。

1.1.1 MySQL发展历史

MySQL的历史最早可以追溯到1979年，当时有一个名叫Monty Widenius的程序员在名为TcX的小公司打工，并且使用BASIC设计了一个报表工具，使其可以在4MB主频和16KB内存的计算机上运行。没过多久，Monty又将此工具用C语言进行了重写并移植到了UNIX平台。当时，这只是一个很底层的且仅面向报表的存储引擎，名叫Unireg。

1985年，瑞典几位志同道合的年轻人（以David Axmark为首）成立了一家公司，这就是MySQL AB 的前身。这个公司最初并不是为了开发数据库产品，而是在实现他们想法的过程中，需要一个数据库。他们希望能够使用开源的产品。但在当时并没有一个合适的选择，那就只能自己开发了。

在最初，他们只是自己设计了一个利用索引顺序存取数据的方法，也就是I S A M（Indexed Sequential Access Method）存储引擎核心算法的前身，利用ISAM结合mSQL来实现他们的应用需求。在系统使用过程中，随着数据量越来越大，系统复杂度越来越高，ISAM和mSQL的组合逐渐不堪重负。在分析性能瓶颈之后，他们发现问题出在mSQL上面。不得已，他们抛弃了mSQL，重新开发了一套功能类似的数据存储引擎，这就是ISAM 存储引擎。

1990年，TcX公司的客户中开始有人要求为他的API提供SQL支持。当时有人提议直接使用商用数据库，但是Monty觉得商用数据库的速度难以令人满意。于是，他直接借助于MySQL的代码，将它集成到自己的存储引擎中。令人失望的是，效果并不太令人满意，于是，Monty决心自己重写一个SQL支持。

1996年，MySQL 1.0版本发布，可以在小范围内使用。到了1996年10月，MySQL 3.11.1版本发布，没有2.x版本，最开始只提供了Solaris下的二进制版本。一个月后，Linux版本出现了。这时的MySQL还非常简陋，除了在一个表上做一些INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT操作外，没有其他更多的功能。

紧接下来的两年里，MySQL被依次移植到各个平台。它在发布时采用的许可策略有些与众不同：允许免费使用，但是不能将MySQL与自己的产品绑定在一起发布。如果想一起发布，就必须使用特殊许可，这就意味着用户要“付费”。这种特殊许可为MySQL带来了一些收入，从而为它的持续发展提供了物质基础。

MySQL关系型数据库于1998年1月发行第一个版本。它使用系统核心的多线程机制提供完全的多线程运行模式，提供了面向C、C++、Eiffel、Java、Perl、PHP、Python以及Tcl等编程语言的编程接口（API）。支持多种字段类型，并提供了完整的操作符支持。

1999—2000年，MySQL AB公司在瑞典成立。Monty与Sleepycat合作开发出了Berkeley DB（简称为BDB）引擎，由于BDB支持事务处理，所以MySQL从此开始支持事务处理了。

2000年的时候，MySQL公布了自己的源代码，并采用GPL（GNU General Public License）许可协议，正式进入开源世界。2000年4月，MySQL对旧的存储引擎ISAM进行了整理，将其命名为MyISAM。

2001年，Heikiki Tuuri向MySQL提出建议，希望能集成他们的存储引擎InnoDB，这个引擎同样支持事务处理，还支持行级锁。所以在2001年发布的3.23版本的时候，该版本已经支持大多数的基本的SQL操作，而且还集成了MyISAM和InnoDB存储引擎。MySQL与InnoDB的正式结合版本是4.0。

2004年10月，发布了经典的4.1版本。

2005年10月，有发布了里程碑的一个版本，MySQL 5.0 在5.0中加入了游标、存储过程、触发器、视图和事务的支持。在5.0之后的版本里，MySQL明确地表现出迈向高性能数据库的发展步伐。

2008年1月，MySQL AB公司被Sun公司以10亿美金收购，MySQL数据库进入Sun时代。在Sun时代，Sun公司对其进行了大量的推广、优化和Bug修复等工作。

2008年11月，MySQL 5.1发布，它提供了分区、事件管理，以及基于行的复制和基于磁盘的NDB集群系统，同时修复了大量的Bug。

2009年4月，甲骨文以74亿美元收购Sun公司，自此MySQL数据库进入Oracle时代，而其第三方的存储引擎InnoDB早在2005年就被甲骨文收购。

2010年12月，MySQL 5.5发布，其主要新特性包括半同步的复制及对SIGNAL/RESIGNAL的异常处理功能的支持，最重要的是InnoDB存储引擎终于变为当前MySQL的默认存储引擎。MySQL 5.5不是时隔两年后的一次简单的版本更新，而是加强了MySQL各个方面在企业级的特性。甲骨文公司同时也承诺MySQL 5.5和未来版本仍是采用GPL授权的开源产品。

1.1.2 MySQL主要特性

下面列出了MySQL数据库的一些主要特性。

（1）内部构件和可移植性。

（2）使用C和C++编写。

（3）用众多不同的编译器进行了测试。

（4）能够工作在众多不同的平台上。

（5）使用GNU Automake、Autoconf和Libtool进行移植。

（6）提供了用于C、C++、Eiffel、Java、Perl、PHP、Python、Ruby和Tcl的API。

（7）采用核心线程的完全多线程，如果有多个CPU，它能方便地使用这些CPU。

（8）提供了事务性和非事务性存储引擎。

（9）使用了极快的“B树”磁盘表（MyISAM）和索引压缩。

（10）添加另一个存储引擎相对简单。如果打算为内部数据库添加一个SQL接口，该特性十分有用。

（11）极快的基于线程的内存分配系统。

（12）通过使用优化的“单扫描多连接”，能实现极快的连接。

（13）存储器中的哈希表用作临时表。

（14）SQL函数是使用高度优化的类库实现的，运行很快。通常，在完成查询初始化后，不存在存储器分配。

（15）服务器可作为单独程序运行在客户/服务器联网环境下。它也可作为库提供，可嵌入（链接）到独立的应用程序中。这类应用程序可单独使用，也能在网络环境下使用。

（16）众多类型：

带符号/无符号整数，1、2、3、4、8字节长，FLOAT，DOUBLE，CHAR，VARCHAR，TEXT，BLOB，DATE，TIME，DATETIME，TIMESTAMP，YEAR，SET，ENUM，以及OpenGIS空间类型。

（17）在SELECT查询的WHERE子句中，提供完整的操作符和函数支持。例如：

mysql> SELECT CONCAT(first_name, ' ', last_name)

        -> FROM citizen

        -> WHERE income/dependents > 10000 AND age > 30;

（18）对SQL GROUP BY和ORDER BY子句的全面支持。支持聚合函数COUNT()，COUNT()，AVG()，STD()，SUM()，MAX()和MIN()等。

（19）支持LEFT OUTER JOIN和RIGHT OUTER JOIN，采用标准的SQL和ODBC语法。

（20）MySQL的SHOW命令可用于检索关于数据库、数据库引擎、表和索引的信息。EXPLAIN命令可用于确定优化器处理查询的方式。

（21）函数名与表名或列名不冲突。例如，ABS是有效的列名。唯一的限制在于，调用函数时，函数名和随后的符号“(”之间不得有空格。

（22）十分灵活和安全的权限和密码系统，允许基于主机的验证。连接到服务器时，所有的密码传输均采用加密形式，从而保证了密码安全。

（23）处理大型数据库：

有用户使用MySQL服务器包含5千万条记录的数据库，有些用户将MySQL用于包含60000个表和约50亿行的数据库。

（24）每个表可支持高达64条索引（在MySQL 4.1.2之前为32条）。每条索引可由1～16个列或列元素组成。最大索引宽度为1000字节（在MySQL 4.1.2之前为500）。索引可使用具备CHAR、VARCHAR、BLOB或TEXT列类型的列前缀。

（25）在任何平台上，客户端可使用TCP/IP协议连接到MySQL服务器。在Windows系统的NT系列中（NT、2000、XP或2003），客户端可使用命名管道进行连接。在UNIX系统中，客户端可使用UNIX域套接字文件建立连接。

（26）对数种不同字符集的全面支持，包括latin1(cp1252)、german、big5、ujis等。例如，在表名和列名中允许使用斯堪的纳维亚字符‘å’、‘ä’和‘ö’。从MySQL 4.1开始，提供了Unicode支持。

（27）所有数据均以所选的字符集保存。正常字符串列的比较不区分大小写。

（28）MySQL服务器提供了对SQL语句的内部支持，可用于检查、优化和修复表。通过mysqlcheck客户端，可在命令行上使用这类语句。MySQL还包括myisamchk，这是一种很快的命令行实用工具，可用于在MyISAM表上执行这类操作。

（29）对于所有MySQL程序，均能通过“--help”或“-?”选项调用，以获取联机帮助信息。

1.1.3 MySQL适用场景

目前，MySQL的使用用户已经达千万级别了，其中不乏企业级用户。可以说是目前最为流行的开源数据库管理系统软件了。任何产品都不可能是万能的，也不可能适用于所有的应用场景。下面列举了MySQL最常用到的4种场景。

1. Web网站系统

Web站点是MySQL最大的客户群，也是MySQL发展史上最为重要的支撑力量。MySQL之所以能成为Web站点开发者们最青睐的数据库管理系统，是因为MySQL数据库的安装和配置都非常简单，使用过程中的维护也不像很多大型商业数据库管理系统那么复杂，而且性能出色。还有一个非常重要的原因就是MySQL是开放源代码的，完全可以免费使用。

2. 日志记录系统

MySQL数据库的插入和查询性能都非常高效，如果设计得较好，在使用MyISAM存储引擎的时候，两者可以做到互不锁定，达到很高的并发性能。所以，对需要大量的插入和查询日志记录的系统来说，MySQL是非常不错的选择。比如处理用户的登录日志、操作日志等，都是非常适合的应用场景。

3. 数据仓库系统

随着现在数据仓库数据量的飞速增长，需要的存储空间越来越大。数据量的不断增长，使数据的统计分析变得越来越低效，也越来越困难。怎么办？这里有几个主要的解决思路，一个是采用昂贵的高性能主机以提高计算性能，用高端存储设备提高I/O性能，效果理想，但是成本非常高；第二个就是通过将数据复制到多台使用大容量硬盘的廉价服务器上，以提高整体计算性能和I/O能力，效果尚可，存储空间有一定限制，成本低廉；第三是通过将数据水平拆分，使用多台廉价的服务器和本地磁盘来存放数据，每台机器上面都只有所有数据的一部分，解决了数据量的问题，所有服务器一起并行计算，也解决了计算能力问题，通过中间代理程序调配各台机器的运算任务，既可以解决计算性能问题又可以解决I/O性能问题，成本也很低廉。

在上面的三个方案中，第二和第三个的实现MySQL都有较大的优势。通过MySQL的简单复制功能，可以很好地将数据从一台主机复制到另外一台，不仅在局域网内可以复制，在广域网同样可以。当然，很多人可能会说，其他的数据库同样也可以做到，不是只有MySQL有这样的功能。确实，很多数据库同样能做到，但是MySQL是免费的，其他数据库大多都是按照主机数量或者CPU数量来收费，当我们使用大量的服务器的时候，授权费用相当惊人。第一个方案，基本上所有数据库系统都能够实现，但是其高昂的成本并不是每一个公司都能够承担的。

4. 嵌入式系统

嵌入式环境对软件系统最大的限制是硬件资源非常有限，在嵌入式环境下运行的软件系统，必须是轻量级低消耗的软件。MySQL在资源使用方面的伸缩性非常大，可以在资源非常充裕的环境下运行，也可以在资源非常少的环境下正常运行。它对于嵌入式环境来说，是一种非常合适的数据库系统，而且MySQL有专门针对于嵌入式环境的版本。

1.1.4 MySQL分支版本

在MySQL的发展中最初由MySQL AB公司开发，之后被Sun公司收购，再被Oracle公司收购。另外，由于MySQL开源代码的原因，市场上出现了很多MySQL的分支版本，其中最有代表性的三个，分别是Percona Server、MariaDB和Drizzle。

1. Percona Server

Percona Server是一个与MySQL向后兼容的替代品，它尽可能不改变SQL语法、客户/服务器协议和硬盘上的文件格式。任何运行在MySQL上的数据库都可以运行在Percona Server上而不需要修改。切换到Percona Server的方法也很简单，只需关闭MySQL和启动Percona Server即可，而不需要导出和重新导入数据，反之切换回去也不麻烦。

Percona Server包括Percona XtraDB存储引擎，即改进版本的InnoDB。这同样是一个向后兼容的替代品。例如，如果要创建一个使用InnoDB存储引擎的表，Percona Server能自动识别并用XtraDB替代之。

2. MariaDB

在Sun收购MySQL之后，MySQL的创建者之一Monty离开Sun公司，随后成立Monty公司创建了MariaDB。MariaDB的目标是社区开发，Bug修改和许多的新特性（特别是与社区开发的特性相集成）。

与Percona Server相比，MariaDB包括更多对服务器的扩展。例如，有许多是对查询优化和复制的改变。它使用Aria存储引擎取代了MyISAM来存储内部临时表。同时也包括很多社区的引擎，如SphinxSE和PBXT。

3. Drizzle

Drizzle是真正的MySQL分支，而非只是一个变种或者增强版本。它并不与MySQL兼容，尽管区分上还并不是太大。在许多场合并不能简单地将MySQL替换为Drizzle，因为后者对SQL语法的修改太大了。

Drizzle创建于2008年，致力于更好地服务MySQL用户。其创建目标是更好地满足网页应用的核心功能。与MySQL相比，它更加简单，选择更少。例如，只能使用utf8作为字符集，并且只有一个类型的BLOB，主要针对64位硬件编译，且支持IPv6网络等。

在代码层，Drizzle构建于一个精简内核和插件的微核心架构之上。服务器的核心比起MySQL已经精简许多。几乎任何东西都是以插件形式使用。Drizzle使用了诸如Boost的标准开源库，并遵从代码、架构和API方面的标准。

目前，Drizzle虽然已经在某些产品环境下部署但还没有广泛应用。Drizzle项目的理念是抛弃向后兼容的束缚，而这意味着相对于迁移一个已有的应用而言，它更适合新的应用开发。