---
title: 数据库知识库
tags:
  - 数据库
  - SQL
  - PostgreSQL
  - MySQL
  - 数据库设计
created: 2026-04-21
---

# 数据库知识库

## SQL 核心语句分类

### DDL（数据定义）

```sql
-- 创建表
CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
    email VARCHAR(100),
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 修改表结构
ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20);
ALTER TABLE users DROP COLUMN phone;

-- 删除表
DROP TABLE users;
```

### DML（数据操作）

```sql
-- 插入
INSERT INTO users (username, email) VALUES ('张三', 'zhang@example.com');

-- 更新
UPDATE users SET email = 'new@example.com' WHERE username = '张三';

-- 删除
DELETE FROM users WHERE id = 1;

-- 查询
SELECT u.username, o.order_id
FROM users u
LEFT JOIN orders o ON u.id = o.user_id
WHERE u.created_at > '2024-01-01'
ORDER BY u.created_at DESC
LIMIT 10;
```

## 索引设计

### 何时创建索引

| 场景 | 建议 |
|------|------|
| 主键 | 自动创建，无需手动添加 |
| 外键 | 建议创建，加速 JOIN |
| 频繁查询的 WHERE 条件 | 必须创建 |
| 参与 ORDER BY 的列 | 考虑创建 |
| 低选择性的列（如性别） | 不建议创建 |

### 索引类型

```sql
-- 单列索引
CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);

-- 复合索引（注意列顺序）
CREATE INDEX idx_orders_user_date ON orders(user_id, created_at);

-- 唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX idx_users_username ON users(username);

-- 表达式索引
CREATE INDEX idx_users_email_lower ON users(LOWER(email));

-- 查看索引
\d+ users
```

## JOIN 详解

```sql
-- INNER JOIN：只保留两边都有的记录
SELECT * FROM A INNER JOIN B ON A.id = B.a_id;

-- LEFT JOIN：以 A 为准，B 没有的为 NULL
SELECT * FROM A LEFT JOIN B ON A.id = B.a_id;

-- RIGHT JOIN：以 B 为准，A 没有的为 NULL
SELECT * FROM A RIGHT JOIN B ON A.id = B.a_id;

-- 多表 JOIN
SELECT u.name, o.total, p.product_name
FROM users u
INNER JOIN orders o ON u.id = o.user_id
INNER JOIN products p ON o.product_id = p.id;
```

## 事务与隔离级别

```sql
-- 开启事务
BEGIN;

-- 或
START TRANSACTION;

-- 提交
COMMIT;

-- 回滚
ROLLBACK;

-- 设置隔离级别
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
```

| 隔离级别 | 脏读 | 非重复读 | 幻读 |
|----------|------|----------|------|
| READ UNCOMMITTED | 可能 | 可能 | 可能 |
| READ COMMITTED | 不可能 | 可能 | 可能 |
| REPEATABLE READ | 不可能 | 不可能 | 可能（MySQL不可能） |
| SERIALIZABLE | 不可能 | 不可能 | 不可能 |

## 慢查询优化

```sql
-- 开启查询分析
EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM orders
WHERE user_id = 123
AND created_at > '2024-01-01';

-- 查看慢查询日志（PostgreSQL）
SHOW log_min_duration_statement;
SHOW log_min_duration_statement = 1000;  -- 记录超过1秒的查询

-- 查看当前正在执行的查询
SELECT pid, now() - query_start AS duration, query
FROM pg_stat_activity
WHERE state = 'active'
ORDER BY duration DESC;
```

## 数据库设计范式

| 范式 | 要求 | 示例 |
|------|------|------|
| **1NF** | 原子性，每列不可再分 | 地址拆分为省/市/区 |
| **2NF** | 消除部分依赖（复合主键时） | 订单明细需包含完整主键 |
| **3NF** | 消除传递依赖 | 员工表不直接存部门名，而存部门ID |

## PostgreSQL 常用命令

```bash
# 连接数据库
psql -U postgres -d mydb

# 常用元命令
\l          -- 列出所有数据库
\d          -- 列出当前库所有表
\d users    -- 查看 users 表结构
\du         -- 列出所有用户
\di         -- 列出所有索引
\dt         -- 列出所有表

# 备份与恢复
pg_dump -U postgres mydb > backup.sql
psql -U postgres mydb < backup.sql
```

## MySQL 常用命令

```bash
# 连接数据库
mysql -u root -p mydb

# 常用命令
SHOW DATABASES;
SHOW TABLES;
DESC users;
SHOW CREATE TABLE users\G

# 备份与恢复
mysqldump -u root -p mydb > backup.sql
mysql -u root -p mydb < backup.sql
```

## ORM 最佳实践

```python
# SQLAlchemy 示例（Python）
from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String, DateTime
from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker
from datetime import datetime

Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = 'users'
    
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    username = Column(String(50), unique=True, nullable=False)
    email = Column(String(100))
    created_at = Column(DateTime, default=datetime.utcnow)

# 安全的参数化查询（防止 SQL 注入！）
session.query(User).filter(User.username == username)  # ✅ 安全
# 不要这样做！❌
# session.execute(f"SELECT * FROM users WHERE username = '{username}'")
```

## 常见问题

| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|------|------|---------|
| 连接超时 | 防火墙/端口未开 | 检查 pg_hba.conf / mysql user 表 |
| 字符乱码 | 编码不一致 | 指定 UTF8MB4 编码连接 |
| 主从延迟 | 从机复制慢 | 读从机、写主机 |
| 死锁 | 并发更新同一行 | 调整事务顺序、使用锁 |