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MySQL和TiDB的查询性能对比分析 db和mysql区别

数据库是存储数据的仓库,是高效的存储和处理数据的介质(磁盘和内存)。



一、基本概念



1.分类

基于存储介质的不同,常分为关系型数据库(SQL)和非关系型数据库(NoSQL: Not Only SQL, 不是关系型的数据库都叫做非关系型数据库)两类。

  • 关系型数据库: 安全(保存磁盘基本不会丢失), 容易理解, 比较浪费空间(二维表)
  • 非关系型数据库: 效率高, 相对不太安全(断电丢失)


2.常见的数据库
  • 关系型数据库:

                          大型: Oracle, DB2

                          中型: SQL-SERVER, Mysql等

                          小型: access等

  • 非关系型数据库: memcached, mongodb, redis(可以持久化同步到磁盘)等


3.术语
  • 数据库: database
  • 数据库系统: DBS(Database System): 是一种虚拟系统, 将多种内容关联起来的称呼
  • DBS = DBMS + DB
  • DBMS: Database Management System, 数据库管理系统, 专门管理数据库
  • DBA: Database Administrator,数据库管理员
  • 记录(行): row/record, 指表中的一行(一条记录)。 行是从结构角度出发,记录是从数据角度出发
  • 字段(列): column/field, 指表中的一列。


二、关系型数据库

是一种建立在关系模型(数学模型)上的数据库。



1.关系模型

一种建立在关系上的模型,包括:

  • 数据结构: 数据存储的问题, 二维表(有行和列)
  • 操作指令集合: 所有SQL语句
  • 完整性约束: 表内数据约束(字段与字段), 表与表之间约束(外键)等


2.设计

从需要存储的数据需求中分析, 如果是一类数据(实体)应该设计成一张二维表。

表是由表头(字段名: 用来规定数据的名字)和数据部分组成(实际存储的数据单元)。

  • 维护实体内部, 实体与实体之间的联系
  • 如果表中对应的某个字段没有值(数据), 但是系统依然要分配空间(相对比较浪费空间)

二位表(行和列):

表头

字段名1

字段名2

数据单元

数据1

数据2


三、实体关系

将实体与实体的关系, 反应到最终数据库表的设计上来,将关系分成三种: 一对一, 一对多(多对一)和多对多。

所有的关系都是指的表与表之间的关系。



1.一对一

一张表的一条记录一定只能与另外一张表的一条记录进行对应,反之亦然。

一般将常用的和不常用的信息分离存储,对表进行垂直拆分,分成两张表。为了保证不常用信息表与常用信息表一定能够对应上,通常找一个具有唯一性(确定记录)的字段来共同连接两张表。

一个常用表中的一条记录,永远只能在一张不常用表中匹配一条记录;反过来,一个不常用表中的一条记录在常用表中也只能匹配一条记录:,形成一对一的关系。

例:学生实体。



2.一对多

一张表中有一条记录可以对应另外一张表中的多条记录;但是返过来, 另外一张表的一条记录只能对应第一张表的一条记录,形成一对多或者多对一关系。

一般在某一张表中增加一个字段,能够找到另外一张表的中记录。一般在关系为多的表中增加一个字段指向关系为一的表, 因为关系为多表的记录只能匹配到一条关系为一的表记录。

例:母亲实体与孩子实体。



2.多对多

一张表中(A)的一条记录能够对应另外一张表(B)中的多条记录;同时B表中的一条记录也能对应A表中的多条记录,形成 多对多的关系。

多对多关系一般会增加一张新表来专门维护两张表之间的关系。

例:教师实体与学生实体

教师表、学生表、教师与学生关联表。

学生找教师:找出学生id -> 中间表寻找匹配记录(多条) -> 教师表匹配(一条)

老师找学生:找出教师id -> 中间表寻找匹配记录(多条) -> 学生表匹配(一条)



四、范式

Normal Format, 是一种离散数学中的知识,是为了解决一种数据的存储与优化的问题:保存数据的存储之后, 凡是能够通过关系寻找出来的数据,坚决不再重复存储。最终目标是为了减少数据的冗余。

是一种分层结构的规范,分为六层(1NF,2NF,3NF...6NF), 每一次层都比上一层更加严格。若要满足下一层范式,前提是满足上一层范式。1NF是最底层,要求最低,6NF最高层,要求最严格。

MySQL属于关系型数据库,有空间浪费,有时致力于节省存储空间, 在设计数据库的时候, 会利用到范式来指导设计。

但是数据库不单是要解决空间问题,要保证效率问题: 范式只为解决空间问题, 所以数据库的设计又不可能完全按照范式的要求实现。一般情况下,只有前三种范式需要满足。

范式在数据库的设计当中是有指导意义,但是不是强制规范。



1.1NF

第一范式要求字段的数据具有原子性:不可再分。

在设计表存储数据的时候,如果表中设计的字段存储的数据,在取出来使用之前还需要额外的处理(拆分),那么说表的设计不满足第一范式。

一般将不符合第一范式的字段拆分成多个字段存储。



2.2NF

第二范式就是要解决表设计不允许出现部分依赖。

在数据表设计的过程中,如果有复合主键(多字段主键),且表中有字段并不是由整个主键来确定,而是依赖主键中的某个字段(主键的部分),存在字段依赖主键的部分的问题,称之为部分依赖。

一般是将不符合第二范式的字段建立单独的表。或者取消复合主键,使用逻辑主键。



3.3NF

第三范式就是要解决传递依赖的问题。

理论上讲,一张表中的所有字段都应该直接依赖主键(逻辑主键: 代表的是业务主键)。如果表设计中存在一个字段,并不直接依赖主键,而是通过某个非主键字段依赖,最终实现依赖主键。把这种不是直接依赖主键,而是依赖非主键字段的依赖关系称之为传递依赖。

一般将不符合第三范式存在传递依赖的字段,以及依赖的字段本身单独取出,形成一个单独的表,然后在需要对应的信息的时候,使用对应的实体表的主键加进来。



4.逆范式

有时候,在设计表的时候,如果一张表中有几个字段是需要从另外的表中去获取信息。理论上讲, 的确可以获取到想要的数据,但是就是效率低一点。

会刻意的在某些表中,不去保存另外表的主键(逻辑主键), 而是直接保存想要的数据信,在查询数据的时候,一张表可以直接提供数据,而不需要多表查询(效率较低), 但是会导致数据冗余增加。

逆范式是磁盘利用率与效率的对抗。



五、MySQL简介

MySQL数据库是一种c/s(客户端/服务端)结构的软件,若想访问服务器必须通过客户端(服务器一直运行, 客户端在需要使用的时候运行)。

命令交互:

1.客户端连接认证:mysql -h数据库服务端地址 -P端口 -u用户名 -p密码

2.客户端发送SQL指令

3.服务端接收SQL指令,处理SQL指令,返回操作结果

4.客户端显示结果

5.断开连接:exit/quit/\q

服务器对象:

系统(DBMS) -> 数据库(DB) -> 数据表(Table) -> 字段(field)

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存储引擎:

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