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Web后端基础:数据库

一、数据库基本概念
1. 数据库类型
  • 关系型数据库(RDBMS)

    • 基于关系模型(二维表),支持SQL,如MySQL、Oracle、PostgreSQL。
    • 特点:数据结构化、支持事务、强一致性。
  • 非关系型数据库(NoSQL)

    • 基于键值、文档、列族或图结构,如Redis(键值)、MongoDB(文档)、Cassandra(列族)。
    • 特点:灵活 schema、高扩展性、弱一致性。
2. SQL分类
  • DDL(数据定义语言)CREATEALTERDROP
  • DML(数据操作语言)INSERTUPDATEDELETE
  • DQL(数据查询语言)SELECT
  • DCL(数据控制语言)GRANTREVOKE
二、MySQL基础操作
1. 创建数据库与表
-- 创建数据库
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS mydb CHARACTER SET utf8mb4;-- 使用数据库
USE mydb;-- 创建表
CREATE TABLE users (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,password VARCHAR(100) NOT NULL,email VARCHAR(100) UNIQUE,created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);
2. 增删改查(CRUD)
-- 插入数据
INSERT INTO users (username, password, email) VALUES 
('Alice', '123456', 'alice@example.com'),
('Bob', 'abcdef', 'bob@example.com');-- 查询数据
SELECT * FROM users WHERE username = 'Alice';-- 更新数据
UPDATE users SET password = 'newpass' WHERE id = 1;-- 删除数据
DELETE FROM users WHERE id = 2;
3. 表关联查询
-- 创建订单表
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,user_id INT,amount DECIMAL(10, 2),FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id)
);-- 多表查询
SELECT u.username, o.amount 
FROM users u 
JOIN orders o ON u.id = o.user_id;
三、JDBC(Java Database Connectivity)
1. 核心组件
  • DriverManager:管理数据库驱动。
  • Connection:数据库连接对象。
  • Statement:SQL执行对象(含PreparedStatementCallableStatement)。
  • ResultSet:结果集对象。
2. JDBC操作步骤
import java.sql.*;public class JdbcExample {public static void main(String[] args) {String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";String username = "root";String password = "123456";try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);Statement stmt = conn.createStatement();ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users")) {while (rs.next()) {System.out.println(rs.getInt("id") + ", " + rs.getString("username"));}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}
}
3. PreparedStatement 防止SQL注入
String sql = "SELECT * FROM users WHERE username = ? AND password = ?";
try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {pstmt.setString(1, "Alice");pstmt.setString(2, "123456");try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {if (rs.next()) {System.out.println("登录成功");}}
}
四、数据库设计原则
1. 三范式
  • 第一范式(1NF):字段原子性,不可再分。
  • 第二范式(2NF):消除部分依赖,非主键字段完全依赖主键。
  • 第三范式(3NF):消除传递依赖,非主键字段不依赖其他非主键字段。
2. 索引优化
  • 适用场景:高频查询的字段(如WHERE条件、JOIN关联字段)。
  • 避免滥用:索引会降低写操作性能,占用额外存储空间。
3. 事务管理
  • ACID特性:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。
  • 示例
    try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password)) {conn.setAutoCommit(false); // 开启事务try (Statement stmt = conn.createStatement()) {stmt.executeUpdate("UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");stmt.executeUpdate("UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");conn.commit(); // 提交事务} catch (SQLException e) {conn.rollback(); // 回滚事务throw e;}
    }
    
五、数据库连接池
1. 常用连接池
  • HikariCP:高性能连接池,Spring Boot默认选择。
  • Druid:阿里巴巴开源,支持监控和SQL防火墙。
  • C3P0:老牌连接池,配置灵活。
2. HikariCP配置示例
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
config.setUsername("root");
config.setPassword("123456");
config.setMaximumPoolSize(10); // 最大连接数try (HikariDataSource ds = new HikariDataSource(config);Connection conn = ds.getConnection();Statement stmt = conn.createStatement();ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users")) {// 处理结果
}
六、常见面试问题
  1. 主键与唯一键的区别?

    • 主键:唯一标识记录,不允许NULL,一个表只能有一个主键。
    • 唯一键:值唯一,允许NULL,一个表可多个唯一键。
  2. 索引的优缺点?

    • 优点:提高查询速度。
    • 缺点:增加写操作开销,占用存储空间。
  3. 如何优化慢SQL?

    • 分析执行计划(EXPLAIN),添加合适索引,避免全表扫描。
  4. 事务的隔离级别有哪些?

    • 读未提交(Read Uncommitted)、读已提交(Read Committed)、可重复读(Repeatable Read)、串行化(Serializable)。
  5. JDBC批处理如何实现?

    try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO users (username) VALUES (?)")) {for (String name : names) {pstmt.setString(1, name);pstmt.addBatch(); // 添加到批处理}pstmt.executeBatch(); // 执行批处理
    }
    
七、最佳实践
  1. SQL注入防范

    • 优先使用PreparedStatement,避免字符串拼接SQL。
  2. 连接池配置

    • 根据业务量调整最大连接数,避免连接耗尽。
  3. 数据库备份

    • 定期备份数据(如MySQL的mysqldump命令)。
  4. 慢SQL监控

    • 开启数据库慢查询日志,定期分析优化。
  5. ORM框架

    • 使用MyBatis或Hibernate简化JDBC操作,减少样板代码。

掌握数据库基础是JavaWeb开发的核心技能,合理设计表结构、优化查询和管理事务是保证系统性能和数据安全的关键。

http://www.dtcms.com/wzjs/593283.html

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