一、数据库基本概念
数据库:DateBase,简称:DB
数据库特点:
- 持久化存储数据 -> 文件系统
- 方便存储和管理数据
- 使用了统一方式管理数据库 -> SQL
常见的数据库软件:
- Oracle
- MySQL
- Microsoft SQL Server
- DB2
- SQLite
二、MySQL
默认端口号:3306
配置环境变量(Mac):="$PATH":/usr/local/mysql/bin
本地登录
mysql -uroot -p密码
指定IP登陆
mysql -hIP地址 -uroot -p密码
登出
exit
quit
MySQL目录结构
- 安装目录
bin
:*.exe
my.ini
:MySQL的配置文件
- 数据目录:数据库(文件夹) -> 表(文件) -> 数据
三、SQL语句
1、基本概念
SQL:结构化查询语言 -> 定义了操作所有关系型数据库的规则
方言:每种数据库操作的方式存在差异
2、SQL语法
SQL语句能单行或多行书写,以分号结尾
不区分大小写,关键字建议大写
注释:
-- 注释内容
(必须加空格)#注释内容
:MySQL特有/*注释内容*/
1)DDL:操作数据库和表
1. 操作数据库:CRUD
Create:创建
-- 创建数据库
create database 数据库名称;
-- 若不存在,创建数据库
create database if not exists 数据库名称;
-- 创建数据库并指定gbk编码
create database 数据库名称 character set gbk;
Retrieve:查询
-- 1.查询所有数据库的名称
show databases;
-- 2.查询某个数据库的创建语句(字符集)
show create database 数据库名称;
Update:修改
-- 修改数据库的字符集
alter database 数据库名称 character set 字符集名称;
alter database db character set utf8;
Delete:删除
-- 删除数据库
drop database 数据库名称;
-- 判断存在再删除数据库
drop database if exists 数据库名称;
2. 使用数据库
-- 1.查询当前正在使用的数据库名称;
select database();
-- 2.使用数据库
use 数据库名称;
3. 操作表
Create:创建
-- 创建表 最后一个不写逗号
create table student(
id int,
name varchar(32),
age int,
score double(4,1),
birthday date,
insert_time timestamp
);
Retrieve:查询
-- 1.查询数据库下表的名称
show 数据库名称;
-- 2.查询表结构
desc 表名;
Update:修改
-- 1.修改表名
alter table 表名 rename to 新的表名;
-- 2.修改表的字符集
alter table 表名 character set 字符集名;
-- 3.添加一列
alter table 表名 add 列名 数据类型;
-- 4.修改列名称 类型
alter table 表名 change 列名 新列名 新数据类型;
-- 5.删除列
alter table 表名 drop 列名;
Delete:删除
drop table 表名;
drop table if exists 表名
4. SQL的数据类型
- int:整数类型
- double(最大位数, 小数点后位数):小数类型
- date:日期类型(yyyy-MM-dd)
- datetime: 日期时间类型(yyyy-MM-dd HH:mm:ss)
- timestamp:时间戳类型(yyyy-MM-dd HH:mm:ss)(不给赋值会自动用系统时间)
- varchar(最大字符数):字符串
2)DML:数据的增删改
1. 添加数据
insert into 表名(列名1,列名2,...列名n) values (值1,值2,...值n);
列名要和值一一对应 可以不写列名进行完全添加
insert into 表名 value (值1,值2,...值n);
除了数字类型,均需要引号
2. 删除数据
delete from 表名 [where 条件];
删除所有元素
delete from 表名; -- 删除表的所有数据
truncate table 表名; -- 删除表,并创建新表
3. 修改数据
update 表名 set 列名1 = 值1,列名2 = 值2,...[where 条件];
不加条件会改所有行的数据
3)DQL:数据的查询
1. 基础查询
多个字段的查询
select 字段名1,字段名2... from 表名;
select * from 表名;
去除重复distinct
select distinct 字段名 from 表名;
计算列
- 一般使用四则运算计算列的数值
ifnull(表达式1, 表达式2)
- 表达式1:可能出现null的列的字段名
- 表达式2:null的替换值
select name,math,chinese,math + chinese from stu;
select name,math,chinese,ifnull(math + chinese) from stu;
起别名as
select name as 姓名 from stu;
select name 姓名 from stu; -- 可以省略
2. 条件查询
where子句后跟条件
运算符
####### < > <= >= = != < >
select * from stu where age > 20; -- 大于
select * from stu where age = 20; -- 等于
select * from stu where age != 20; -- 不等于
select * from stu where age <> 20; -- 不等于
####### && (and) || (or) ! (not)
select * from stu where age >= 20 && age <= 30;
select * from stu where age >= 20 and age <= 30;
####### between ... and ...
select * from stu where age between 20 and 30;
####### in(集合)
select * from stu where age = 22 || age = 18 or age = 19;
select * from stu where age in (22,18,19);
####### is null
null值不能使用=判断
select * from stu where math is null;
select * from stu where math is not null;
模糊查询:like
占位符
_
:单个任意字符%
:多个任意字符
select * from stu where name like '王%';
select * from stu where name like '_铭%';
3. 排序查询
select * from stu order by 排序字段1 排序方式1,排序字段2 排序方式2 ...;
排序方式:
- ASC:升序,默认的
- DESC:降序
4. 聚合函数
将一列作为整体进行纵向计算
计算个数:count
- 选非空的列:主键
count(*)
select count(name) from student;
计算最大值:max
select max(math) from student;
计算最小值:min
select min(math) from student;
计算求和:sum
select sum(math) from student;
计算平均值:avg
select avg(math) from student;
ifnull
聚合函数会排除null值
- 选不包含null的列
ifnull
函数
select count(ifnull(name,0)) from student;
计算结果特点:单行单列
5. 分组查询
group by + 分组字段
分组之后查询的字段:分组字段、聚合函数
where
和having
的区别限定时间
where
在分组前限定,不满足条件不参与分组having
在分组后限定,不满足条件不被查询聚合函数
where
后面能加聚合函数having
后面不能加聚合函数
select sex,avg(math),count(id) from stu group by sex;
select sex,avg(math),count(id) from stu where math >= 70 group by sex;
select sex,avg(math),count(id) from stu where math >= 70 group by sex having count(id) > 2;
select sex,avg(math),count(id) 人数 from stu where math >= 70 group by sex having 人数 > 2;
6. 分页查询
语法: limit 开始的索引, 每页的条数
select * from stu limit 0,3;
开始的索引 = (当前的页码 - 1) * 每页显示的页数
limit
是MySQL的"方言"
3、约束
对表的数据进行限定,保证数据的正确性、有效性和完整性
1)非空约束
非空约束not null
:值不为null
1. 创建表时添加约束
create table stu(
id int,
name varchar(20) not null
);
2. 删除表的约束
alter table stu modify name vachar(20);
3. 后期添加约束
alter table stu modify name vachar(20) not null;
2)唯一约束
- 唯一约束
unique
:值不重复 - 能保存
null
值,但是只能保存一个
1. 创建表时添加约束
create table stu(
id int,
phone varchar(20) unique
);
2. 删除表的约束
alter table stu drop index phone;
3. 后期添加约束
只有在没有重复数据才能添加成功
alter table stu modify phone vachar(20) unique;
3)主键约束
主键约束primary key
:非空且唯一
一张表只能有一个主键,是表中记录的唯一标识
1. 创建表时添加约束
create table stu(
id int primary key,
phone varchar(20)
);
2. 删除表的约束
alter table stu drop primary key;
3. 后期添加约束
只有在没有重复数据才能添加成功
alter table stu modify id int primary key;
4)自动增长auto_increment
1. 创建表时添加约束
create table stu(
id int primary key auto_increment,
phone varchar(20)
);
2. 添加数据
insert into stu value(null,'wmh');
3. 删除自动增长(不影响主键)
alter table stu modify id int;
5)外键约束
外键约束forign key
:让表于表产生关系,从而保证数据的正确性
1. 在创建表时,可以添加外键
create table 表名(
...
外键列
constraint 外键名称 foreign key (外键列名称) references 主表名称(主表列名称)
);
2. 删除外键
alter table 表名 drop foreign key 外键名称;
3. 创建表之后,添加外键
alter table 表名 add constraint 外键名称 foreign key (外键字段名称) references 主表名称(主表列名称);
4. 级联操作
添加级联操作
alter table 表名 add constraint 外键名称 foreign key (外键字段名称) on update cascade on delete cascade;
分类
级联更新:on update cascade
级联删除:on delete cascade
四、数据库的设计
1、多表关系
- 一对多(多对一):在多的一方建立外键,指向一的一方的主键。
- 多对多:多对多关系实现需要借助第三张中间表。中间表至少包含两个字段,这两个字段作为第三张表的外键,分别指向两张表的主键
- 一对一:一对一关系实现,可以在任意一方添加唯一外键指向另一方的主键。
2、数据库设计的范式
1)概述
范式:设计数据库时,需要遵循的一些规范。要遵循后边的范式要求,必须先遵循前边的所有范式要求
2)分类
- 第一范式(1NF):每一列都是不可分割的原子数据项
- 第二范式(2NF):在1NF的基础上,非码属性必须完全依赖于码(在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖)
- 第三范式(3NF):在2NF基础上,任何非主属性不依赖于其它非主属性(在2NF基础上消除传递依赖)
3)概念
- 函数依赖A -> B,如果通过A属性(属性组)的值,可以确定唯一B属性的值。则称B依赖于A
- 完全函数依赖:A -> B, 如果A是一个属性组,则B属性值得确定需要依赖于A属性组中所有的属性值
- 部分函数依赖:A -> B, 如果A是一个属性组,则B属性值得确定只需要依赖于A属性组中某一些值即可
- 传递函数依赖:A -> B, B -> C ,如果通过A属性(属性组)的值,可以确定唯一B属性的值,在通过B属性(属性组)的值可以确定唯一C属性的值,则称 C 传递函数依赖于A
- 码:如果在一张表中,一个属性或属性组,被其他所有属性所完全依赖,则称这个属性(属性组)为该表的码
- 主属性:码属性组中的所有属性
- 非主属性:除过码属性组的属性
3、多表查询
1)笛卡尔积
有两个集合A,B,取这两个集合的所有组成情况。
要完成多表查询,需要消除无用的数据
2)内连接查询
1. 隐式内连接
使用where条件消除无用数据
SELECT
t1.name, -- 员工表的姓名
t1.gender,-- 员工表的性别
t2.name -- 部门表的名称
FROM
emp t1,
dept t2
WHERE
t1.dept_id = t2.id;
2. 显式内连接
-- 语法
select 字段列表 from 表名1 [inner] join 表名2 on 条件;
-- 例如
SELECT * FROM emp INNER JOIN dept ON emp.dept_id = dept.id;
SELECT * FROM emp JOIN dept ON emp.dept_id = dept.id;
3. 内连接查询使用思想
从哪些表中查询数据?
条件是什么?
查询哪些字段?
3)外链接查询
1. 左外连接
select 字段列表 from 表1 left [outer] join 表2 on 条件;
查询的是左表所有数据以及其交集部分
2. 右外连接
select 字段列表 from 表1 right [outer] join 表2 on 条件;
查询的是右表所有数据以及其交集部分
4)子查询
根据结果分类
1. 单行单列
子查询可以作为条件,使用运算符判断
select * from stu where age < (select avg(age) from stu);
2. 多行单列
子查询可以作为条件,使用in
来判断
select * from stu where id in (select id from class where name = '一班' or name = '二班');
not in
3. 多行多列
虚拟表
select *
from dept t1,(select *
from emp
where emp.date > '2021-11-11') t2
where
t1.id = t2.dept_id;
普通内连接
select *
from emp t1,dept t2
where t1.dept_id = t2.id and t1.date > '2021-11-11'
4. 自关联查询
SELECT
t1.ename,
t2.ename
FROM emp t1
LEFT JOIN emp t2
on t1.mgr = t2.id;
4、事务
1)事务概念
1. 概念
如果一个包含多个步骤的业务操作,被事务管理,要么同时成功,要么同时失败
2. 操作
开始事务:start transaction;
回滚:rollback;
提交:commit;
3. 事务默认提交
Oracle默认手动提交
一条DML(增删改)语句会自动提交一次事务
修改事务的默认提交方式:
-- 查询
select @@autocommit; -- 自动:1;手动:0
-- 修改
select @@autocommit = 0;
2)事务的四大特征
- 原子性:是不可分割的最小操作单位,要么同时成功,要么失败
- 持久性:事务结束后,数据库会持久的保存数据
- 隔离性:多个事务之间相互独立
- 一致性:事务操作前后,数据总量不变
3)事务的隔离级别
1. 概念
多个事务之间相互独立,但是多个事务操作同一批数据,会引发问题,设置不同的隔离级别可以解决这些问题
2. 问题
- 脏读:一个事务读取到另一个事务没有提交的数据
- 虚读(不可重复读):在同一个事务中两次读取的数据不一样
- 幻读:一个事务操作表中的所有记录,另一个事务添加了一条数据,第一个事务查不到自己的修改
3. 隔离级别
read uncommitted
:读未提交 -->脏读、虚读、幻读read committed
:读已提交(Oracle默认)--> 虚读、幻读repeatable read
:可重复读(MySQL默认)--> 幻读serializable
:串行化 --> 没问题
隔离级别从小到大安全性越来越高,但是效率越来越低
-- 隔离级别的查询和设置
-- 查询
select @@tx_isolation;
-- 设置
set global transaction isolation level 级别字符串;
5、DCL:管理用户、授权
DBA:数据库管理员
1)管理用户
1. 添加用户
use mysql;
create user '用户名'@'主机名' identified by '密码';
2. 删除用户
use mysql;
drop user '用户名'@'主机名';
3. 修改密码
update user set password = password('新密码') where user = '用户名';
set password for '用户名'@'主机名' = password('新密码');
4. root用户密码忘记
cmd -> net stop mysql
(需要管理员运行)
使用无验证方式启动mysqlmysqld --skip-grant-tables
修改密码
关闭mysqld服务
5. 查询用户
-- 1.切换到mysql数据库
use mysql;
-- 2.查询user表
select * from user;
通配符%
:可以在任意主机上登陆
2)权限管理
1. 查询权限
show grants for '用户名'@'主机名';
2. 授予权限
grant 权限列表 on 数据库名.表名 to '用户名'@'主机名';
grant all on *.* to 'wmh'@'%'; -- 授予root权限
3. 撤销权限
revoke 权限列表 on 数据库名.表名 from '用户名'@'主机名';
五、JDBC
1、JDBC概述
概念:Java DataBase ConnectivityJava 数据库连接,Java语言操作数据库
JDBC本质:一套操作所有关系型数据库的规则(接口),各个数据库厂商去实现这套接口,提供数据库驱动jar包。我们可以使用这套接口(JDBC)进行编程,真正执行的代码是驱动jar包中的实现类。
2、JDBC的使用
1)使用方法
- 导入驱动jar包
- 复制到项目libs目录下
- 右键 -->
Add As Library
- 注册驱动
- 获取数据库连接对象
Connection
- 定义sql
- 获取执行sql语句的对象
Statement
- 执行sql,接收返回结果
- 处理结果
- 释放资源
//1.导包
//2.注册驱动
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//3.获取数据库连接对象
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test","root","root");
//4.定义sql
String sql = "update stu set age = 18 where id = 1";
//5.获取执行sql的对象
Statement stmt = conn.createStatement();
//6.执行sql
int count = stmt.executeUpdate(sql);
//7.处理结果
System.out.printIn(count);
//8.释放资源
stmt.close();
conn.close();
2)详解各个对象
1. DriverManager:驱动管理对象
注册驱动:告诉程序该使用哪一个数据库驱动jar
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//溯源:在com.mysql.jdbc.Driver类中存在静态代码块
static {
try {
java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
} catch (SQLException E) {
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
mysql5之后的驱动jar包可以省略注册驱动的步骤
获取数据库连接
//方法
static Connection getConnection(String url, String user, String password);
- url:连接的路径
- 语法:
jdbc:mysql://ip地址(域名):端口号/数据库名称
- 本机mysql且端口,可简写:
jdbc:mysql:///数据库名称
- 语法:
- user:用户名
- password:密码
2. Connection:数据库连接对象
- 获取执行sql的对象
Statement createStatement()
PreparedStatement prepareStatement(String sql)
- 管理事务
- 开启事务:
setAutoCommit(boolean autoCommit)
调用该方法设置参数为false,即开启事务 - 提交事务:
commit()
- 回滚事务:
rollback()
3. Statement:执行sql的对象
boolean execute(String sql)
:可以执行任意的sql (了解)
int executeUpdate(String sql)
:执行DML(insert、update、delete)语句、DDL(create,alter、drop)语句(返回值:影响的行数,可以通过这个影响的行数判断DML语句是否执行成功 返回值>0的则执行成功,反之,则失败。)
ResultSet executeQuery(String sql)
:执行DQL(select)语句
4. ResultSet:结果集对象,封装查询结果
boolean next()
:游标向下移动一行,判断当前行是否是最后一行末尾(是否有数据),如果是,则返回false,如果不是则返回true
getXxx(参数)
:获取数据
- Xxx:代表数据类型 如: int getInt() , String getString()
- 参数:
- int:代表列的编号,从1开始 如: getString(1)
- String:代表列名称。 如: getDouble("balance")
- 使用步骤:
- 游标向下移动一行
- 判断是否有数据
- 获取数据
5. PreparedStatement:执行sql的预编译对象
SQL注入问题:在拼接sql时,有一些sql的特殊关键字参与字符串的拼接。会造成安全性问题
参数使用?
作为占位符
使用:
- 定义sql:
select * from user where username = ? and password = ?;
- 获取sql预编译对象:
PreparedStatement Connection.prepareStatement(String sql);
- 给
?
赋值:setXxx(参数1,参数2)
- Xxx:代表数据类型 如: int getInt() , String getString()
- 参数1:
?
的位置编号 从1开始 - 参数2:
?
的值
- 执行sql,接受返回结果,不需要传递sql语句
后期都会使用PreparedStatement
来完成增删改查的所有操作
- 可以防止SQL注入
- 效率更高
3、JDBC工具类
#jdbc.properties
url=
user=
password=
public class JDBCUtils {
private static String url;
private static String user;
private static String password;
private static String driver;
/**
* 文件的读取,只需要读取一次即可拿到这些值-->使用静态代码块
*/
static{
//读取资源文件,获取值。
try {
//1. 创建Properties集合类。
Properties pro = new Properties();
//获取src路径下的文件的方式--->ClassLoader 类加载器
ClassLoader classLoader = JDBCUtils.class.getClassLoader();
URL res = classLoader.getResource("jdbc.properties");
String path = res.getPath();
System.out.println(path);
//2. 加载文件
pro.load(new FileReader(path));
//3. 获取数据,赋值
url = pro.getProperty("url");
user = pro.getProperty("user");
password = pro.getProperty("password");
driver = pro.getProperty("driver");
//4. 注册驱动
Class.forName(driver);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 获取连接
*/
public static Connection getConnection() throws SQLException {
return DriverManager.getConnection(url, user, password);
}
/**
* 释放资源
*/
public static void close(Statement stmt,Connection conn){
JDBCUtils.close(null,stmt,conn);
}
/**
* 释放资源
*/
public static void close(ResultSet rs,Statement stmt, Connection conn){
if( rs != null){
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if( stmt != null){
try {
stmt.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if( conn != null){
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
4、数据库连接池
概念:一个存放数据库连接的容器,可以节约资源且高效地访问数据库
标准接口(经典白学)
- 获取连接:
getConnection()
- 归还连接:
Connection.close()
数据库厂商接口 => 数据库连接池技术
- C3P0
- Druid:阿里提供的
1)C3P0
1. 步骤
- 导入jar包 (两个):
c3p0-0.9.5.2.jar
mchange-commons-java-0.2.12.jar
不要忘记导入数据库驱动jar包 - 定义配置文件:
- 名称:
c3p0.properties
或者c3p0-config.xml
- 路径:直接将文件放在src目录下即可
- 创建核心对象 数据库连接池对象 :
ComboPooledDataSource
- 获取连接:
getConnection
2. 代码实现
//1.创建数据库连接池对象
DataSource ds = new ComboPooledDataSource();
//2. 获取连接对象
Connection conn = ds.getConnection();
2)Druid
- 导入jar包
druid-1.0.9.jar
- 定义配置文件:properties形式、可以叫任意名称,可以放在任意目录下
- 加载配置文件:Properties
- 获取数据库连接池对象:通过工厂来来获取 DruidDataSourceFactory
- 获取连接:getConnection
//3.加载配置文件
Properties pro = new Properties();
InputStream is = DruidDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");
pro.load(is);
//4.获取连接池对象
DataSource ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(pro);
//5.获取连接
Connection conn = ds.getConnection();
3)Druid工具类
public class JDBCUtils {
//1.定义成员变量 DataSource
private static DataSource ds ;
static{
try {
//1.加载配置文件
Properties pro = new Properties();
pro.load(JDBCUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties"));
//2.获取DataSource
ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(pro);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 获取连接
*/
public static Connection getConnection() throws SQLException {
return ds.getConnection();
}
/**
* 释放资源
*/
public static void close(Statement stmt,Connection conn){
/* if(stmt != null){
try {
stmt.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(conn != null){
try {
conn.close();//归还连接
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
*/
close(null,stmt,conn);
}
public static void close(ResultSet rs , Statement stmt, Connection conn){
if(rs != null){
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(stmt != null){
try {
stmt.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(conn != null){
try {
conn.close();//归还连接
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 获取连接池方法
*/
public static DataSource getDataSource(){
return ds;
}
}
5、Spring JDBC
1)概述
Spring框架对JDBC的简单封装。提供了一个JDBCTemplate对象简化JDBC的开发
2)步骤
- 导入jar包
- 创建JdbcTemplate对象。依赖于数据源DataSource:
JdbcTemplate template = new JdbcTemplate(ds);
- 调用JdbcTemplate的方法来完成CRUD的操作
2)方法
update()
:执行DML语句。增、删、改语句
queryForMap()
:查询结果将结果集封装为map集合,将列名作为key,将值作为value 将这条记录封装为一个map集合 --> 这个方法查询的结果集长度只能是1
queryForList()
:查询结果将结果集封装为list集合 --> 将每一条记录封装为一个Map集合,再将Map集合装载到List集合中
query()
:查询结果,将结果封装为JavaBean对象
query的参数:
RowMapper
一般我们使用
BeanPropertyRowMapper
实现类。可以完成数据到JavaBean的自动封装
new BeanPropertyRowMapper<类型>(类型.class)
@Test
public void test(){
String sql = "select * from emp";
List<Emp> list = template.query(sql, new BeanPropertyRowMapper<Emp>(Emp.class));
for (Emp emp : list) {
System.out.println(emp);
}
}
queryForObject
:查询结果,将结果封装为对象 => 一般用于聚合函数的查询
@Test
public void test(){
String sql = "select count(id) from emp";
Long total = template.queryForObject(sql, Long.class);
System.out.println(total);
}