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『深夜_MySQL』详解数据库探索数据库是如何存储的

news 来源：原创 2025/5/1 6:31:50

1. 数据库基础

1.1 什么是数据库

存储数据用文件就可以了，那为什么还要弄个数据库？

一般的文件缺失提供了数据的存储功能，但是文件并没有提供非常好的数据管理能力（用户角度，内容方面）

文件保存数据有以下几个缺点：

文件的安全性问题
文件不利于数据查询和管理
文件不利于存储海量数据
文件在程序中控制不方便

数据库存储介质：

磁盘
内存

为例解决上述问题，专家们设计出更加利于管理数据的东西——数据库，它能更有效的管理数据。数据库的水平是衡量一个程序员水平的重要指标。

1.2 主流数据库

SQL Sever：微软的产品，.Net程序员的最爱，中大型项目。
Oracle：甲骨文产品，适合大型项目，复杂的业务逻辑，并发一般来说不如MySQL。
MySQL：世界上最受欢迎的数据库，属于甲骨文，并发性好，不适合做复杂的业务。主要用在电商，SNS，论坛。对简单的SQL处理效果好。
PostgreSQL :加州大学伯克利分校计算机系开发的关系型数据库，不管是私用，商用，还是学术研究使用，可以免费使用，修改和分发。
SQLite：是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中。它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。
H2：是一个用Java开发的嵌入式数据库，它本身只是一个类库，可以直接嵌入到应用项目中。

数据库大体可以分为关系型数据库和非关系型数据库。

关系型数据库： 是指采用了关系模型来组织数据的数据库。简单来说，关系模型指的就是二维表格模型，也就是由二维表格及其之前的联系所组成的一个数据组织。

关系型数据库基于标准的SQL实现，但内部的一些实现有所区别，常用的关系型数据库有：Oracle、MySQL、SQL Server、MariaDB。

非关系型数据库：不规定基于SQL实现，现在更多是指NoSQL（Not Only SQL）数据库，例如

基于键值对（Key-Value）：如memcached、redis
基于文档型：如mongodb
基于列族：如hbase
基于图型：如neo4j

关系型数据库与非关系数据库的区别如下所示：

	关系型数据库	非关系型数据库
使用SQL	是	不强制要求，一般不基于SQL实现
事务支持	支持	不支持
复杂操作	支持	不支持
海量读写操作	效率低	效率高
基于结构	基于表和列，结构固定	灵活性比较高
使用场景	业务方面的OLTP系统	用于数据的缓存、或基于统计分析的OLAP系统

注： OLTP（On-Line Transaction Procesing）是指联机事务处理，OLAP（On-Line Analytical Processing）是指联机分析处理。

注：我们的测试版本是Mysql 8.0.41 arm64版本，下面结果可能会和旧版本结果有所不同，属于正常现象

1.3 基本使用

1.3.1 连接服务器

输入：

mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p

注意：如果没有写-h 127.0.0.1 则默认是连接本地

如果没有写-P 3306 则默认是连接3306端口号

1.3.2 认识数据库

我们输入

ps ajx | grep mysql

可以看到我们的后台同时启动了 mysqld 以及mysql, 那么他们有什么区别呢？

mysql它是数据库服务的客户端
mysqld它是数据库服务的服务器端
mysql本质：基于C（mysql）S（mysqld）模式的一种网络服务。

mysql 就是一套给我提供数据存取服务的网络程序。

数据库一般指的是，在磁盘或者内存中存储的特定结构组织的数据 -- 将来在磁盘上存储的一套数据库方案。

数据库服务提供者--mysqld

数据库本质：对数据内容存储的一套解决方案，你给我字段或者要求，我直接给你结果就行

由此，我们访问存取数据的操作，不再是对于磁盘进行操作了，而是对mysql客户端进行操作，mysql客户端在将我们的操作提交给服务器，服务器在根据我们的操作，进行存取访问磁盘数据，将结果返回给客户端。

1.3.3 见一见数据库

我们左边启动mysql客户端，右边进入mysql/data文件夹中

我们查看所有数据库，与右边对比查看，发现数据库对应着就是Linux下的一个目录

我们打开一个数据库，在里面建一个表

我们发现在数据库中的表，对应就是Linux下的一个文件

由此我们得出结论

建立数据库，本质就是Linux下的一个目录
在数据库内建立表，本质就是在Linux下创建对应的文件
数据库本质其实也是文件！只不过这些文件并不由程序员直接操作，而是由数据库服务帮我们进行操作

那么，我们还有一个疑惑，我们并没有创建文件，创建目录啊，这个工作是谁做的？

mysqld服务帮我们做的

1.3.4 服务器、数据库、表关系

所谓安装数据库服务器，只是在机器上安装了一个数据库管理系统程序，这个管理程序可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库。

为保存应用中实体的数据，一般会在数据库中创建多个表，以保存程序中实体的数据。

1.3.5 使用案例

创建数据库

create database helloworld;

使用数据库

use helloworld;

创建数据库表

create table personInfo(
   id varchar(4),
   name varchar(32),
   gender varchar(2)
);

完成表创建后，我们发现在helloworld目录下，多出来一个与表personInfo同名的文件

注意：在Linux下，5.7 版本中会产生两个同名文件 .frm和.ibd

在表中插入数据

insert into personInfo values(1,'张三','男');
insert into personInfo values(2,'李四','男');
insert into personInfo values(3,'王五','女');

查询表中的数据

select * from personInfo

1.3.6 数据逻辑存储

在mysql中数据的存储是按照二维表格的逻辑进行存储的。

1.4 MySQL 架构

MySQL是一种可移植的数据库，几乎能在当前所有的操作系统上运行，如Unit/Linux、Windows、Mac和Solaris。各种操作系统在底层实现方面各有不同，但是MySQL基本上能保证在各个平台上的物理体系结构的一致性。

由于MySQL Server 会接收大量的查询、增加、删除、修改操作，需要使用Connection Pool 管理各个数据库请求。而再往下的SQL Interface、Parser、Optimizer、Cashes完成对SQL执行语句的解析操作，再将解析后的指令操作交由下层的各个数据库引擎执行（数据库引擎是可选的，用户选择哪个存储引擎，就由该存储引擎执行对应的操作，该操作表明存储引擎是支持热插拔的），存储引擎类似于操作系统中的驱动程序，可对磁盘等存储设备做出操作。

1.5 SQL分类

下面对各个SQL操作语句做出列分类，关于各个操作语句如何使用，将于后续文章介绍。

DDL（data definition language）数据定义语言，用来维护存储数据的结构代表指令：create，drop，alter
DML（data manipulation language) 数据操纵语言，用来对数据进行操作，代表指令：insert、delete、updata
- DML中又单独分列一个DQL，数据查询语言，代表指令：select
DCL（Data Control Language）数据控制语言，主要负责全新啊管理和事物。代表指令：grant、revoke、commit