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title: 数据库知识库
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tags:
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- 数据库
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- SQL
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- PostgreSQL
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- MySQL
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- 数据库设计
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created: 2026-04-21
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# 数据库知识库
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## SQL 核心语句分类
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### DDL（数据定义）
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```sql
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-- 创建表
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CREATE TABLE users (
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id SERIAL PRIMARY KEY,
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username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
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email VARCHAR(100),
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created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
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);
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-- 修改表结构
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ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20);
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ALTER TABLE users DROP COLUMN phone;
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-- 删除表
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DROP TABLE users;
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```
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### DML（数据操作）
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```sql
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-- 插入
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INSERT INTO users (username, email) VALUES ('张三', 'zhang@example.com');
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-- 更新
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UPDATE users SET email = 'new@example.com' WHERE username = '张三';
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-- 删除
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DELETE FROM users WHERE id = 1;
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-- 查询
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SELECT u.username, o.order_id
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FROM users u
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LEFT JOIN orders o ON u.id = o.user_id
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WHERE u.created_at > '2024-01-01'
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ORDER BY u.created_at DESC
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LIMIT 10;
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```
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## 索引设计
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### 何时创建索引
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| 场景 | 建议 |
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|------|------|
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| 主键 | 自动创建，无需手动添加 |
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| 外键 | 建议创建，加速 JOIN |
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| 频繁查询的 WHERE 条件 | 必须创建 |
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| 参与 ORDER BY 的列 | 考虑创建 |
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| 低选择性的列（如性别） | 不建议创建 |
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### 索引类型
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```sql
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-- 单列索引
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CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);
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-- 复合索引（注意列顺序）
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CREATE INDEX idx_orders_user_date ON orders(user_id, created_at);
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-- 唯一索引
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CREATE UNIQUE INDEX idx_users_username ON users(username);
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-- 表达式索引
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CREATE INDEX idx_users_email_lower ON users(LOWER(email));
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-- 查看索引
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\d+ users
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```
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## JOIN 详解
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```sql
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-- INNER JOIN：只保留两边都有的记录
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SELECT * FROM A INNER JOIN B ON A.id = B.a_id;
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-- LEFT JOIN：以 A 为准，B 没有的为 NULL
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SELECT * FROM A LEFT JOIN B ON A.id = B.a_id;
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-- RIGHT JOIN：以 B 为准，A 没有的为 NULL
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SELECT * FROM A RIGHT JOIN B ON A.id = B.a_id;
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-- 多表 JOIN
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SELECT u.name, o.total, p.product_name
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FROM users u
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INNER JOIN orders o ON u.id = o.user_id
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INNER JOIN products p ON o.product_id = p.id;
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```
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## 事务与隔离级别
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```sql
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-- 开启事务
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BEGIN;
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-- 或
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START TRANSACTION;
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-- 提交
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COMMIT;
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-- 回滚
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ROLLBACK;
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-- 设置隔离级别
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SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
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```
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| 隔离级别 | 脏读 | 非重复读 | 幻读 |
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|----------|------|----------|------|
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| READ UNCOMMITTED | 可能 | 可能 | 可能 |
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| READ COMMITTED | 不可能 | 可能 | 可能 |
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| REPEATABLE READ | 不可能 | 不可能 | 可能（MySQL不可能） |
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| SERIALIZABLE | 不可能 | 不可能 | 不可能 |
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## 慢查询优化
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```sql
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-- 开启查询分析
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EXPLAIN ANALYZE
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SELECT * FROM orders
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WHERE user_id = 123
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AND created_at > '2024-01-01';
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-- 查看慢查询日志（PostgreSQL）
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SHOW log_min_duration_statement;
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SHOW log_min_duration_statement = 1000; -- 记录超过1秒的查询
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-- 查看当前正在执行的查询
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SELECT pid, now() - query_start AS duration, query
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FROM pg_stat_activity
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WHERE state = 'active'
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ORDER BY duration DESC;
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```
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## 数据库设计范式
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| 范式 | 要求 | 示例 |
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|------|------|------|
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| **1NF** | 原子性，每列不可再分 | 地址拆分为省/市/区 |
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| **2NF** | 消除部分依赖（复合主键时） | 订单明细需包含完整主键 |
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| **3NF** | 消除传递依赖 | 员工表不直接存部门名，而存部门ID |
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## PostgreSQL 常用命令
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```bash
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# 连接数据库
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psql -U postgres -d mydb
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# 常用元命令
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\l -- 列出所有数据库
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\d -- 列出当前库所有表
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\d users -- 查看 users 表结构
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\du -- 列出所有用户
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\di -- 列出所有索引
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\dt -- 列出所有表
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# 备份与恢复
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pg_dump -U postgres mydb > backup.sql
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psql -U postgres mydb < backup.sql
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```
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## MySQL 常用命令
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```bash
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# 连接数据库
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mysql -u root -p mydb
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# 常用命令
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SHOW DATABASES;
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SHOW TABLES;
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DESC users;
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SHOW CREATE TABLE users\G
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# 备份与恢复
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mysqldump -u root -p mydb > backup.sql
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mysql -u root -p mydb < backup.sql
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```
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## ORM 最佳实践
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```python
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# SQLAlchemy 示例（Python）
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from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String, DateTime
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from sqlalchemy.orm import declarative_base, sessionmaker
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from datetime import datetime
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Base = declarative_base()
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class User(Base):
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__tablename__ = 'users'
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id = Column(Integer, primary_key=True)
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username = Column(String(50), unique=True, nullable=False)
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email = Column(String(100))
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created_at = Column(DateTime, default=datetime.utcnow)
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# 安全的参数化查询（防止 SQL 注入！）
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session.query(User).filter(User.username == username) # ✅ 安全
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# 不要这样做！❌
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# session.execute(f"SELECT * FROM users WHERE username = '{username}'")
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```
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## 常见问题
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| 问题 | 原因 | 解决方案 |
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|------|------|---------|
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| 连接超时 | 防火墙/端口未开 | 检查 pg_hba.conf / mysql user 表 |
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| 字符乱码 | 编码不一致 | 指定 UTF8MB4 编码连接 |
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| 主从延迟 | 从机复制慢 | 读从机、写主机 |
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| 死锁 | 并发更新同一行 | 调整事务顺序、使用锁 |
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