2.1 MySQL数据库简介

2.1.1 MySQL特点

MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发。2008年1月16日MySQL被Sun公司收购，而Sun公司于2009年4月20日又被Oracle收购，因此，MySQL目前属于Oracle旗下产品。MySQL已成为目前最为流行的开源的数据库，是完全网络化的跨平台关系型数据库系统，具有以下特点。

1）提供多种存储引擎，功能强大。MySQL中提供了多种数据库存储引擎，包括MyISAM、InnoDB、BDB（BerkeleyDB）、Memory（HEAP）、Merge、Archive、Federated、Cluster/NDB、CSV、Blackhole、Example等。各种存储引擎各有所长，适用于不同的应用场合，用户可以选择最合适的引擎以得到最高性能。MySQL能够充分使用CPU资源，支持事务、视图、存储过程和触发器等，可以处理每天数亿次访问，高效完成各种任务。

2）支持跨平台，可移植性强。MySQL支持至少20种以上的开发平台，可以运行在各种版本的UNIX以及非UNIX的系统（如Windows和OS/2）上，可以运行在从家用PC到高级的企业服务器上。这使得在任何平台下编写的程序都可以进行移植，而不需要对程序做任何修改。

3）提供ODBC和JDBC等多种数据库连接途径，支持SQL和多种开发语言。MySQL可以利用SQL（结构化查询语言），也可以利用支持ODBC（开放数据库互连）和JDBC（Java数据库连接）的应用程序。

4）数据类型丰富。MySQL能够处理字符、数值、日期及多媒体数据，包括各种整数、小数、字符串、日期时间、枚举数据、集合数据、二进制数据类型。

5）数据库存储容量大。MySQL数据库的最大有效容量通常是由操作系统对文件大小的限制决定的，MySQL内部不做限制。InnoDB存储引擎将InnoDB表保存在一个表空间内，该表空间可由数个文件创建。这样，表的大小就能超过单独文件的最大容量。表空间最大容量可以达到64 TB，可以轻松处理拥有上千万条记录的大型数据库。

6）运行速度快。高速是MySQL的显著特性。在MySQL中，使用了极快的“B树”磁盘表（MyISAM）和索引压缩；通过使用优化的单扫描多连接，能够极快地实现连接；MySQL函数使用高度优化的类库实现，运行速度极快。MySQL采用优化的SQL查询算法，有效地提高查询速度。MySQL在运行时占用的资源少，运行速度很快，软件的运行效率高。

7）支持多用户，安全性高。MySQL支持多用户、多处理器、多线程和互联网操作，数据一旦存入数据库，即可进行实时处理与共享，大大提高信息资源的利用率。同时，MySQL也能够确保多用户下数据库资源的安全访问和控制。MySQL由数据库管理员负责建立和管理用户，包括设置用户名、密码和操作数据库的权限。用户使用MySQL时，需要以用户名和密码登录，并在其拥有的操作权限内访问数据库。而且，灵活安全的权限和密码系统允许基于主机的验证，在连接到服务器时，所有的密码传输均采用加密形式，从而保证了密码的安全和数据库的安全。

8）开放源代码，使用成本低。MySQL的系统程序小巧，开放源代码，任何人都可以直接从网上下载使用。MySQL软件采用了双授权政策，有社区版和商业版之分。社区版遵守GPL（General Public License，即通用性公开许可证）协议，可以免费使用，但质量和时效性无法与商业版相比；商业版提供7×24h技术支持以及定时打补丁等服务，用户需要为此支付服务费用，但价格相对低廉。

9）简单易用。MySQL是一个高性能且相对简单的数据库系统。用户可以利用MySQL命令行客户端操作界面、phpMyAdmin图形操作界面或自己编写的客户端应用程序来访问数据库。与一些更大的数据库系统的设置和管理相比，其复杂程度较低，调试、管理、优化相对简单。

MySQL也存在一些不足，例如缺乏标准的RI（Referential Integrity）机制、没有一种存储过程（Stored Procedure）语言、不支持热备份，其功能稍弱于Oracle、DB2、SQL Server等其他的大型数据库。但是，由于MySQL体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源代码这一特点，使得许多中小型网站选择MySQL作为网站数据库。在Web应用方面，MySQL被誉为最好的关系型数据库管理系统应用软件之一。

2.1.2 MySQL数据类型

数据类型是指数据的分类。MySQL提供的数据类型包括字符串类型、数值类型、日期时间类型、复合数据类型和二进制类型。其中，常用的数据类型有字符串类型、数值类型和日期时间类型。

1．字符串类型

字符串类型的数据是用单引号或双引号括起来的，由字母、汉字、数字符号、特殊符号等组成的一串字符，例如，“张三”或'张三'是表示姓名的字符串。MySQL字符串类型包括定长字符串类型和变长字符串类型。MySQL主要支持6种字符串类型：char、varchar、tinytext、text、mediumtext和longtext。

（1）定长字符串类型

定长字符串类型是指char(n)类型，这里n为正整数，n≤255，表示想要保存的字符串值的最大字符个数，占用n个字符的存储空间。例如，字符集为gb2312，姓名的值是“张三”，若姓名的数据类型定义为char(4)，则存储姓名的值时，将在实际值“张三”的右侧填充空格以达到指定的长度(4)，因此会占用两个汉字和两个空格符的存储空间。这里所说的字符可以是汉字、英文字符、数字等，如果字符集为gb2312，一个汉字字符占两个字节，一个英文字符或数字占1个字节；但如果字符集为utf8，则一个汉字占3个字节，一个英文字符或数字占1个字节。

（2）变长字符串类型

varchar(n)为变长字符串类型，n的取值与字符集有关，当n的值大于或等于字符串值的字符个数时，占用的存储空间就是字符串自身占用的存储空间。例如，字符集为gb2312，姓名的值是“张三”，若姓名的数据类型定义为varchar(4)，则存储姓名的值时只占用两个汉字字符的存储空间，不需要用空格填充，因此，它比char类型要节省磁盘的存储空间。

tinytext、text、mediumtext和longtext也都是变长字符串类型，容量与字符集有关，占用的字节数就是字符串实际占用字节数。

（3）MySQL模式对char(n)和varchar(n)类型的影响

MySQL在不使用严格模式运行时，如果分配给char(n)或varchar(n)类型数据的值的字符个数超过n，则对值进行裁剪以使其适合。例如，将字符集设置为gb2312，定义姓名的数据类型为char(4)或varchar(4)，若姓名的值为“欧阳一二三四”，则存储姓名的值时只能保存“欧阳一二”。

注意：如果MySQL运行使用严格模式，那么，长度超过最大字符个数的值将不被保存，并且会出现错误。

在MySQL命令行客户端，使用命令“set sql_mode='strict_trans_tables';”可以开启strict mode（严格模式）选项，MySQL模式为严格的SQL模式。也可以使用“set sql_mode='';”将sql_mode的值设置为不包含任何字符的空字符串，成为非严格模式。还可以使用“set sql_mode='ansi';”将sql_mode的值设置为“ansi”模式。使用“show variables like 'sql_mode';”可以查看当前sql_mode的值。

2．数值类型

（1）整数类型

MySQL数值类型包括整数类型和小数类型。整数类型包括tinyint、smallint、mediumint、int、bigint 5种类型，它们对应的数据分别占用1、2、3、4、8个字节的存储空间，在默认情况下可表示正整数和负整数，即有符号数，其取值范围为（-2^i×8/2，2^i×8/2-1），其中i为各种整数类型占用的字节数。如果只希望表示0和正整数，可使用无符号关键字unsigned将整数类型修饰成无符号整数，例如num表示数量时，可以使用SQL代码片段“num tinyint unsigned”，这样表示数量的num的值就不能为负数了。无符号整数的取值范围为（0，2^i×8-1），其中i为各种整数类型占用的字节数。

（2）小数类型

小数类型的数据由整数部分和小数部分组成，MySQL支持的小数类型包括定点数类型和浮点数类型。

1）定点数类型。用于保存必须为确切精度的值（小数部分的位数确定的数据），用decimal（L，D）格式表示，其中L的取值范围为1～65，表示十进制数字的总个数；D的取值范围为0～30，表示保留D位小数，且D≤L。如果数据类型指定为decimal（L，D）类型，则数据不管是正数，还是负数，其整数部分最大包括（L-D）个9，小数点后最大包含D个9。如果缺省L和D，则默认L为10，默认D为0。就是说，创建表时某字段定义为decimal类型而不带任何参数，等同于decimal（10，0）。

2）浮点数类型。包括单精度浮点数和双精度浮点数，分别用float（L，D）和double（L，D）表示。float和double中L和D的取值默认都为0，即除了最大值和最小值，不限制位数；float类型的数据占用4字节（1位符号位，8位表示指数，23位表示尾数），取值范围为-3.402823466E+38～-1.175494351E-38、0和1.175494351E-38～3.402823466E+38；double类型的数据占用8字节（1位符号位，11位表示指数，52位表示尾数），取值范围为-1.7976931348623157E+308～-2.2250738585072014E-308、0和2.2250738585072014E-308～1.7976931348623157E+308。双精度浮点数的取值范围和精度远远大于单精度浮点数，但同时会耗费更多存储空间，降低数据计算性能。

无符号关键字unsigned也可用于修饰小数。例如price表示定价字段，用SQL创建数据表时可以用“price float unsigned”来约束定价，使其不能为负数。

3．日期时间类型

MySQL主要支持5种日期时间类型：date、time、datetime、year和timestamp，这些类型的数据值需要用引号括起来。

1）date表示日期，占3字节，数据存储格式是yyyy-mm-dd，取值范围是'1000-01-01'～'9999-12-31'；

2）time表示时间，占3字节，格式是hh:ii:ss，取值范围是'-838:59:59'～'838:59:59'；

3）datetime表示日期和时间，占8字节，格式是yyyy-mm-dd hh:ii:ss，取值范围是'1000-01-01 00:00:00'～'9999-12-31 23:59:59'；

4）year表示年份，占1字节，格式是yyyy，取值范围是'1901'～'2155'；

5）timestamp表示时间戳，占4字节，格式是yyyy-mm-dd hh:ii:ss，取值范围按UTC时间是'1970-01-01 00:00:01'～'2038-01-19 03:14:07'，按北京时间是'1970-01-01 08:00:01'～'2038-01-19 11:14:07'。

注意：timestamp类型具有自动初始化和自动更新的特性。将NULL插入timestamp类型的字段后，该字段的值实际上是MySQL服务器当前的日期和时间，使用MySQL命令“show variables like 'time_zone';”可以看到time_zone的值是SYSTEM，表示当前MySQL服务实例的时区与服务器主机的操作系统的时区一致。

4．复合数据类型

（1）enum枚举类型

MySQL支持的复合数据类型是指enum枚举类型和set集合类型。枚举类型使用格式是enum（值1，值2，…，值n），允许从一个集合中取得某一个值，且只能取其中一个值。例如，字符集用gb2312，“性别”字段数据的值只能是“男”或“女”之一，利用MySQL创建表的“性别”字段可用代码片段“性别enum（'男'，'女'）”。

（2）set集合类型

集合类型使用格式是set （值1，值2，…，值n），允许从一个集合中取得多个值。例如，一个人的爱好可以从{'音乐'，'舞蹈'，'文学'，'旅游'，'足球'}集合中选取若干项，则创建“爱好”字段时可以用以下MySQL代码片段：“爱好set（'音乐'，'舞蹈'，'文学'，'旅游'，'足球'）”。

（3）MySQL模式对复合数据类型的影响

复合数据类型的使用受MySQL模式的影响。严格模式下，赋值或执行插入操作时必须严格从所指定的集合中取值，否则操作会失败。非严格模式下，赋值或执行插入操作时，只将集合中的数据按正常操作执行，集合之外的数据会被忽略。

5．二进制类型

MySQL主要支持7种二进制类型：binary、varbinary、bit、tinyblob、blob、mediumblob、longblob。

1）binary(n)类型。n为字节数，0≤n≤255，n的值默认为1。允许保存不超过n字节的定长二进制串，占用n字节，用于存储较短的二进制数。

2）varbinary(n)类型。n为字节数，n的值不能缺省。允许保存不超过n字节的变长二进制串，占用空间为实际占用的字节数（字节数为值的长度加1），用于存储较长的二进制数。

3）bit(n)类型。用于存储bit值，1≤n≤64，n缺省时默认值为1，占用存储空间n个位（不是字节），取值范围为0～2ⁿ-1，用于存储短二进制数。例如，bit(4)就是数据类型为bit类型，长度为4，其能够存储的值为0～15，因为15变成二进制后值为1111。bit类型的数据要正确插入到数据库中，SQL语句values部分的值不能为字符串（即数字不能用引号括起来），必须为int型；在查询bit类型的数据时，要用“bin（字段名+0）”来将值转换为二进制显示；而“字段名+0”转换为相应的十进制数显示。

4）tinyblob类型。变长二进制数据，取值范围0～255字节，用于存储不超过255个字符的二进制串。

5）blob类型。变长二进制数据，取值范围为0～2¹⁶-1字节，用于存储图片、声音等二进制形式的长文本数据。

6）mediumblob类型。变长二进制数据，取值范围为0～2²⁴-1字节，用于存储图片、声音、视频等二进制形式的中等长度文本数据。

7）longblob类型。变长二进制数据，取值范围为0～2³²-1字节，用于存储图片、声音、视频等二进制形式的极大文本数据。

6．数据类型的选择

选择合适的数据类型，通常可以有效节省存储空间和提升数据的计算性能。选择数据类型可以遵循以下原则：

1）认真分析数据所属类型，以便对号入座，不要将数据定义为不正确的类型；

2）在满足取值范围和精度要求的前提下，尽量使用“短”数据类型，例如优先选用char(n)和varchar(n)类型存储字符串数据，长度不够时选用text类型；

3）尽量用内置的日期和时间类型，而不用字符串来存储日期和时间；

4）尽量避免NULL字段，建议将字段指定为NOT NULL约束，推荐使用0、一个特殊值或者一个空字符串代替NULL值，以利于查询优化。