第五章笔记整理
数据库（DataBase）：指长期保存在计算机的存储设备上，按照一定规则组织起来，可以被各种用户或应用共享的数据集合。
用户通过数据库管理系统（DataBase Management System）访问数据库中的数据。
常见的数据库管理系统：Oracle(甲骨文)、MySQL、DB2、Microsoft SQL Server。
什么是三大范式？
第一范式(1NF)：无重复的列。
第二范式(2NF)：属性完全依赖于主键[消除部分子函数依赖]。
第三范式(3NF)：属性不依赖于其它非主属性[消除传递依赖]。
（面试）
SQL分类
DDL数据定义语言，用来定义数据库对象：库、表、列等。
DML数据操作语言，用来定义数据库记录。
DCL数据控制语言，用来定义访问权限和安全级别。
DQL数据查询语言，用来查询记录。
SQL以分号结尾(不区分大小写，关键字建议使用大写)
mysql -u (账号root) -p (密码123456)
DDL数据定义语言
创建数据库：create database if not exists 数据库名；(不存在时才创建)
创建库时，设置编码(UTF-8在MYSQL中使用：UTF8MB4替代)：
create database 数据库名 character set UTF8MB4；
查看所有数据库：show databases；
删除数据库：drop database if exists 数据库名；(表存在时才删除)
查看当前使用的数据库：select database()；
切换数据库：user 数据库名；
创建表：create table 表名(列名1 数据类型，列名2 数据类型...)；
查看当前数据库的表：show tables；
查看表的字段信息：desc 表名；
查看表的创建细节：show create table 表名；
alter table 表名 add 列名 数据类型；
alter table 表名 change 列名 新列名 新的数据类型；
alter table 表名 rename 新表名；
alter table 表名 drop 列名；
alter table 表名 character set 编码方式；修改表的字符集(默认为UTF-8)
常用的数据类型：
1.int整型数字
2.bigint大整型数字
3.double浮点型数字
定义的格式：score double(5,2)--小数点前5位，小数点后2位。
4.date日期，只有年月日，使用时的格式：yyyy-MM-dd HH-mm-ss
5.datetime日期+时间，包含年月日时分秒，使用时的格式(同上)
6.timestamp时间戳，13位数字，从1970-01-01到现在的毫秒数
7.varchar变长字符串
定义的格式：name varchat(20)--姓名最大使用20个字符
在oracle中，varchar被废弃了，建议使用varchar2
（面试）
char(定长字符串)与varchar的区别在于：先扩充空间，再存放数据，即使用不完也要占着。
DML数据操作语言
插入操作：insert(非数值的列值两侧需要加上单引号)
insert into 表名(列名) values(数据值)；
当给所有列添加数据的时候，可以将列名省略(数据值必须按顺序添加)。
多行新增：insert into 表名t1(列名1,列名2) values(第一行数据值1，值2),(第二行数据值1，值2)；
查询表的所有数据：select * from 表名；
整列修改：update 表名 set 列1=值1，列2=值2...；
修改符合条件的数据：update 表名 set 列1=值2 where 列1=值1 and ...；
（面试）
清空表格的删除方式：
delete from 表名 where 列名=值；(表删除后可以找回)
不建议使用，原因是记录过多时，效率很低。
truncate from 表名；(表删除后不能找回)
先删除表格文件，再创建，效率较高。
DCL数据控制语言
创建用户：create user 用户名@localhost(当前电脑IP) identified by ‘密码’；
指定IP才能登录：create user 用户名@‘客户端IP’ identified by ‘密码’；
任意IP均可登录：create user 用户名@‘%’ identified by ‘密码’；
给指定用户授权指定数据库的指定权限：
grant 权限1、权限2~权限n on 数据库名.* to 用户名@‘IP’；
开放所有数据库权限：grant all on . to 用户名@‘IP’；
用户权限查询：show grants for 用户名@‘IP’；
删除用户：drop user 用户名@‘IP’；
撤销用户权限：revoke 权限1~权限n on 数据库名.* from 用户名@‘IP’；
DQL数据查询语言
范围查询：select * from 表名 where 列名 (加not取反) in (列值1，列值2)；
区间查询：select * from 表名 where 列名 between 开始值 and 结束值；
模糊查询：select * from 表名 where 列名 like ‘表达式’；(表达式必须是字符串)
通配符：_(下划线)代表任意一个字符 %代表0~n个字符
字段控制查询
去除重复记录：select distinct 列名 from 表名；
计算两列之和(横向运算，若列2的值为null，则赋值为0)：
select 列1+ifnull(列2，0) as 自定义列名 from 表名；
null的比较运算不是通过=和!=来判断，而是用is null / is not null。
创建或覆盖视图
格式一：create or replace view 视图名称 as 查询语句；
格式二：create view 视图名称 as 查询语句；
排序
select * from 表名 order by 列名 asc(默认升序，可省略)/desc(降序)；
多列排序：当前面的列值相同时，才会按后面的列值进行排序。
select * from 表名 order by 列1 asc，列2 desc；
聚合函数是用来做纵向运算的函数
select count(*) from 表名； 纵向统计排除null值
总和sum() 平均值avg() 计算数量count() 最大值max() 最小值min(*)
分组查询
select 可加列名用作区分 sum(*) from 表名 group by 列名；
注意：如果查询语句中有分组操作，则select后面只能添加聚合函数和被分组的列名。
分组之前用where进行判定，分组之后用having进行过滤(分组条件)。
limit 开始下标，显示条数；
pageindex页码值 pagesize每页显示条数
分页查询：limit (pageindex-1) * pagesize，pagesize；
数据库的完整性：用来保证存放到数据库中的数据是有效的，即数据的有效性和准确性。
(确保数据的完整性 = 在创建表时给表中添加约束)
完整性的分类：
实体完整性(行完整性)
主键约束：primary key：每个表中要有一个主键，且数据唯一，不能为null。
唯一约束：unique：数据不能重复。
自动增长：auto_increment：给主键添加自动增长的数值，列只能是整数类型。
域完整性(列完整性)
非空约束：not null 默认约束：default
引用完整性(关联表完整性)
外键约束：foreign key
create table 表名(字段列表，constraint 自定义外键名称 foreign key(外键字段) references 主键表名(主键字段))；
建议：这些约束应该在创建表的时候设置，多个约束条件之间使用空格间隔。
追加约束：modify
alter table 表名 modify 字段名称 数据类型 约束关键字；
一对多关系建表原则：
在多的一方创建一个字段，字段作为外键指向一方的主键。
多对多关系建表原则：
需要创建第三张表，中间表中至少有两个字段，这两个字段分别作为外键指向各自一方的主键。
一对一关系建表原则：
唯一外键对应：假设一对一是一个一对多的关系，在多的一方创建一个外键指向一方的主键，将外键设置为unique。
主键对应：让一对一双方的主键建立关系。
多表关系处理数据：
1、数据库通过外键建立两表关系
2、实体类通过属性的方式建立两表关系 要求：类名=表名，列名=属性名
多表查询：
1.合并结果集：把两个select语句的查询结果合并到一起。
UNION(去重)、 UNION ALL(注意：列数、列类型必须相同才能合并)
2.连接查询：求多个表的乘积。
连接查询会产生笛卡尔积，假设集合A={a,b}，集合B={0,1,2}，则两个集合的笛卡尔积为{(a,0),(a,1), (a,2),(b,0),(b,1),(b,2)}。
使用主外键关系作为条件去除无用信息
内连接 INNER JOIN ON INNER可省略
select 字段列表 from 表1 inner join 表2 on 消除笛卡尔积的条件；
外连接 OUTER JOIN ON
左外连接 LEFT JOIN ON
右外连接 RIGHT JOIN ON
全外连接 FULL JOIN（MySQL不支持）
自然连接 NATURAL JOIN
3.子查询：一个select语句中包含另一个完整的select语句。
三表联查：select 列名 from 表1,表2,表3 where 表1.列名=表2.列名 and 表1/表2.列名=表3.列名；
now()；获得当前系统时间
year(日期值)；获得日期值中的年份
date_add(日期，inserval 计算值 计算的字段)；
注意：计算值大于0表示往后推日期，小于0表示往前推日期。
数据库优化：
1.对查询进行优化，要尽量避免全表扫描，首先应考虑在where或order by涉及的列上建立索引。
2.应尽量避免在where子句中对字段进行null值判断，否则将导致引擎放弃使用索引，从而进行全表扫描。
3.应尽量避免在where子句中使用!=或<>操作符，否则引擎将放弃使用索引，从而进行全表扫描。
4.应尽量避免在where子句中使用or来连接条件，如果一个字段有索引，一个字段没有索引，将导致引擎放弃使用索引，从而进行全表扫描。
5.in和not in也要慎用，否则将会进行全表扫描。
事务：将多条SQL语句看作一个整体，要么一起成功，要么一起失败。
SQL语句
开启事务：start transaction；或 begin；
提交事务：commit；使得当前的修改确认
回滚事务：rollback；事务在未提交之前都是可以回滚的
java操作：
java是通过链接对象使用事务的，事务之间的隔离是基于链接描述的，默认情况下，JDBC的事务是自动提交的。
开启事务：Connection对象.setAutoCommit(false)；
提交事务：Connection对象.commit()；
回滚事务：Connection对象.rollback()；
（面试）
事务的ACID特性：
原⼦性(Atomicity)
事务开始后所有操作要么全部做完，要么全部不做，不可能停滞在中间环节。
⼀致性(Consistency)
事务在执⾏之前和执行之后，数据库都必须处于⼀致性状态。
隔离性(Isolation)
并发执行的各个事务是不能互相干扰的。
持久性(Duration)
事务⼀旦提交，数据必须被永久保存。
（面试）
事务的并发问题
脏读：读取到了没有提交的数据，事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据。
不可重复读：同⼀条命令返回不同的结果集(更新)。事务A多次读取同一数据，事务B在事务A多次读取的过程中，对数据做了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果不一致。
幻读：重复查询的过程中，数据就发⽣了量的变化(insert，delete)。
（面试）
| 事务隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
|---|---|---|---|
| 读未提交READ_UNCOMMITTED | 允许 | 允许 | 允许 |
| 读已提交READ_COMMITTED | 禁止 | 允许 | 允许 |
| 可重复读REPEATABLE_READ | 禁止 | 禁止 | 可能会 |
| 顺序读SERIALIZAB | 禁止 | 禁止 | 禁止 |
从上往下，级别越高，并发性越差，安全性越高；⼀般数据默认级别是读已提交或可重复读。
（面试）
查看当前会话中事务的隔离级别：select @@tx_isolation；
修改隔离级别：set global transaction isolation level 隔离级别；
JDBC是一种用于执行SQL语句的java API，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用java语言编写的类和接口组成。
1.连接数据库。
2.创建SQL或MySQL语句。
3.在数据库中执行SQL或MySQL查询。
4.查看和修改生成的记录。
JDBC核心组件
DriverManager：此类管理数据库驱动程序列表，使用通信子协议将来自java应用程序的连接请求与适当的数据库驱动程序匹配。
Driver：此接口处理数据库与服务器的通信，我们很少会直接与Driver对象进行交互，而是使用DriverManager对象来管理这种类型的对象。
Connection：该界面具有用于联系数据库的所有方法，连接对象表示通信上下文，即与数据库的所有通信仅通过连接对象。
Statement：使用从此接口创建的对象将SQL语句提交到数据库，除了执行存储过程之外，一些派生接口还接受参数。
ResultSet：在使用Statement对象执行SQL查询后，这些对象保存从数据库检索的数据。它作为一个迭代器，允许我们移动其数据。
SQLException：此类处理数据库应用程序中发生的任何错误。
Create、Read、Update and Delete通常称为CRUD操作。
| RDBMS | JDBC驱动程序名称 | 网址格式 |
|---|---|---|
| MYSQL8 | com.mysql.cj.jdbc.Driver | jdbc:mysql://localhost:3306/databaseName?characterEncoding=utf8&useSSL=false &serverTimezone=UTC |
| MySQL | com.mysql.jdbc.Driver | jdbc:mysql://localhost:3306/databaseName |
| ORACLE | oracle.jdbc.driver.OracleDriver | jdbc:oracle:thin:@hostname:port Number：databaseName |
| DB2 | COM.ibm.db2.jdbc.net.DB2Driver | jdbc:db2:hostname:port Number / databaseName |
| SYBASE | com.sybase.jdbc.SybDriver | jdbc:sybase:Tds:hostname:port Number / databaseName |
JDBC的连接步骤：
1、引入jar文件
2、加载数据库驱动(JavaSE项目中可以省略，JavaWeb项目必须编写此步骤)
Class.forName(“JDBC驱动程序名称”)；
3、获取链接
Connection conn = DriverManger.getConnection(“jdbc:mysql://本机地址localhost:端口号3306/数据库名?characterEncoding=utf8&useSSL=false&时区serverTimezone=UTC”，“账号”，“密码”)；
4、创建状态通道
Statement state = conn.createStatement()；
int resultSet = state.executeQuery(查)；//.executeUpdate(增删改)；
5、取出结果集信息
while(resultSet.next()){ //判断是否有下一条数据 }
6、非空则关闭资源
if(conn/state/resultSet!=null){ conn/state/resultSet.close()；}
SQL注入是通过执行恶意的SQL命令，达到欺骗服务器的结果(把SQL命令插入到Web表单提交或输入域名或页面请求)。
批处理：将多条SQL语句放在一起批量处理，每一条语句的成功和失败都与其它语句无关。
Statement的批处理使用：
将一条SQL语句加入批处理：Statement对象.addBatch(SQL语句)；
执行批处理：Statement对象.executeBatch()；
清空批处理：Statement对象.clearBatch()；
PreparedStatement的批处理使用：
预编译时，存在?可以通过多次的填充?来完成对多条相同语句的批处理添加。
前提：得到PreparedStatement对象：conn.prepareStatement(带有?的预编译语句)；
填充预编译的参数：PreparedStatement对象.SetXXX(填充?)；
把上面填充完毕?的内容添加到批处理：PreparedStatement对象.addBatch()；
如需再次填充和添加，重复以上两步即可，最后执行、清空(同上Statement)。
（面试）
对比Statement和PreparedStatement：
1.Statement属于状态通道，PreparedStatement属于预状态通道。
2.预状态通道会先编译sql语句，再去执行，比statement执行效率高。
3.预状态通道支持占位符(?)，给占位符赋值的时候，位置从1开始。
4.预状态通道可以防止sql注入，原因：预状态通道在处理值的时候以字符串的方式处理。
数据连接池原理：连接池基本的思想是在系统初始化的时候，将数据库连接作为对象存储在内存中，当用户需要访问数据库时，并非建立一个新的连接，而是从连接池中取出一个已建立的空闲连接对象；当使用完毕后，用户也并非将连接关闭，而是将连接放回连接池中，以供下一个请求访问使用。
最小连接数：数据库一直保持的数据库连接数，如果应用程序对数据库连接的使用量不大，将有大量的数据库资源被浪费。
初始化连接数：连接池启动时创建的初始化数据库连接数量。
最大连接数：连接池能申请的最大连接数，如果数据库连接请求超过此数，后面的数据库连接请求被加入到等待队列中。
最大等待时间：当没有可用连接时，连接池等待连接被归还的最大时间，超过时间则抛出异常，可设置参数为0或者负数使得无限等待(根据不同连接池配置)。
DBCP连接池
在项目的src文件夹下添加配置文件dbcp.properties：
driverClassName = com.mysql.cj.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/demo
username=root
password=123456
initialSize=10 //初始化连接数
maxActive=50 //最大连接数
maxIdle=20 //最大空闲连接
minIdle=5 //最小空闲连接
maxWait=6000 //最大等待时间
public void test() throws SQLException{
// 硬编码，使用DBCP连接池
BasicDataSource source = new BasicDataSource();
// 设置连接的信息
source.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
source.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/demo");
source.setUsername("root");
source.setPassword("123456");
Connection conn = source.getConnection();
String sql = "select * from student";
Statement state = conn.createStatement();
ResultSet rs = state.executeQuery(sql);
while (rs.next()) {
System.out.println(rs.getString(2));
}
conn.close(); //回收
}
C3P0连接池
C3P0是在外部添加配置文件，工具直接进行引用，要求固定的命名和文件位置。
文件位置：src
文件命名：c3p0-config.xml/c3p0-config.properties
定义代码：
Connection con=null;
ComboPooledDataSource db=new ComboPooledDataSource("abc");
public Connection getCon(){
try {
con=db.getConnection();
System.out.println("初始化的链接数量："+db.getInitialPoolSize());
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
return con;
}
C3P0和DBCP的区别：
1、DBCP没有自动回收空闲连接的功能，C3P0有自动回收空闲连接的功能。
2、DBCP需要手动设置配置文件，C3P0不需要手动设置。
Druid连接池
/**
-
阿里的数据库连接池
-
是目前比较流行的、高性能的分布式列存储的OLAP框架(具体来说是MOLAP)
-
Druid(德鲁伊)
**/
public class DruidUtils {
//声明连接池对象
private static DruidDataSource ds;
static{
//实例化数据库连接池对象
ds = new DruidDataSource();
//实例化配置对象
Properties properties = new Properties();
try {
//加载配置文件内容
properties.load(DruidUtils.class.getResourceAsStream("dbcpconfig.properties"));
//设置驱动类全称
ds.setDriverClassName(properties.getProperty("driverClassName"));
//设置连接的数据库
ds.setUrl(properties.getProperty("url"));
//设置用户名
ds.setUsername(properties.getProperty("username"));
//设置密码
ds.setPassword(properties.getProperty("password"));
//设置最大连接数量
ds.setMaxActive(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxActive")));
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
//获取连接对象
public static Connection getConnection() {
try {
return ds.getConnection();
} catch (SQLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}