常见数据库有哪些？

关系型数据库：Oracle、MySQL、Microsoft SQL Server
非关系型数据库：Redis、MongoDB
开源数据库：MongoDB、Redis、MariaDB

SQL和NOSQL区别和优缺点

SQL（关系型数据库）基于表，数据结构必须事先定义好；而NoSQL（非关系型或分布式数据库）基于键值对，数据是动态无结构的。

• SQL优点：结构化数据，能进行复杂查询、有事务处理，可保持数据一致性、精确、有历史数据
• SQL缺点：数据需要转换为基础类型、扩展较为困难、大量数据的写入处理较慢
• NOSQL优点：快速、便宜、可扩展、适于保存大量和分层数据
• NOSQL缺点：缺乏事务处理、不擅长复杂查询、不遵循ACID

数据库系统可以从那些方面进行优化？

1.应用层的优化

应用响应速度的瓶颈：查询缓慢、CPU饱和、网络延迟、文件I/O
使用连接池和缓存。

2.数据库设计与配置优化

优化设计不良或索引不佳的表结构，能把性能提升几个数量级

3.数据库配置优化

包括缓存大小、I/O调优、并发数等，能获得两到三倍的性能提升。

4.操作系统和硬件优化

CPU、内存、I/O、网络、操作系统

5.架构优化

构建大型、高性能应用程序，可分为分散式数据库架构、集中式数据库架构、分布式数据库架构

IOE概念

IBM是服务器提供商，Oracle是数据库软件提供商，EMC则是存储设备提供商，三者构成了一个从软件到硬件的企业数据库系统。

Oracle体系结构

详见此处

物理结构

分为控制文件、数据文件、重做日志文件

• 控制文件
  记录数据库的物理结构
• 数据文件
  储存所有数据库数据。逻辑结构中的一个表空间对应一个或多个数据文件。
• 重做日志文件
  记录数据所发生的修改。

内存结构

系统全局区和程序全局区

• 系统全局区（SGA）
  系统所有进程共享的内存区域。
• 程序全局区（PGA）
  为了某个进程所服务的。这个内存区不是共享的，只有用户的服务进程以及后台进程本身才能够访问它自己的PGA区。

后台服务进程

• 数据库复写器（DBWn）
  管理缓冲储存区，将缓冲区的脏数据写入磁盘
• 日志复写器（LGWR）
  管理日志缓冲区，将上次写磁盘后的所有日志缓冲写入日志文件
• 系统监控进程（SMON）
  执行实例恢复
• 进程监控器（PMON）
  在用户进程出现故障后执行进程恢复
• 检查点（CKPT）
  修改控制文件信息
• 归档进程（ARCn）
  自动归档联机重做日志文件

Oracle扩展 RAC

Oracle扩展用得最多的方式是RAC（实时应用集群）
两（多）台服务器上各自运行一个数据库进程，共同管理、操作一个数据库，客服端无论连接哪个都可以操作数据库。当某一个服务器故障时，其他服务器还可以正常工作。由于不需要临时启动新的服务进程，因此没有切换时间。
优点：

• 良好的可伸缩性
• 高可用性
• 缓存融合技术
• 降低硬件成本
• 切换时间短
  缺点：
• 管理复杂
• 对网络有较高要求

双机热备

在双机热备份方式下，需要共享存储，数据库系统平时只能在一台服务器 ( 例如服务器 A) 上运行，另一台服务器无法直接访问数据库，自然也无法进行负载分担。当服务器 A 由于故障失效时，由相应的操作系统软件控制，将服务器 A 管理的存储设备 ( 如硬盘 ) 转交给服务器 B 控制，同时在服务器 B 上启动另一个数据库进程，管理数据库。这种切换并启动新的数据库核心的过程一般需要几十秒到几分钟。

表空间

Oracle的表空间属于Oracle中的存储结构，是一种用于存储数据库对象(如：数据文件)的逻辑空间，是Oracle中信息存储的最大逻辑单元，其下还包含有段、区、数据块等逻辑数据类型。表空间是在数据库中开辟的一个空间，用于存放数据库的对象，一个数据库可以由多个表空间组成。
相较于mysql有多个数据库，oracle只有一个数据库，其下有多个表空间。
oracle安装完数据库的一般流程：先建表空间（分区）–>再建用户（分配相应的表空间和用户权限）–>登陆用户，建表

表空间类型

分为系统表空间和非系统表空间

• 系统表空间随着数据库创建被创建，包含数据字典信息和系统回滚段
• 非系统表空间包括回滚段、临时段（用于排序操作），控制着分配给用户的空间容量。

表空间的管理

• 本地管理的表空间
  自由扩展信息被记录在本身的位图中，位图中的每一位都对应一个或一组数据块，显示数据块是否被使用。
• 字典管理的表空间（缺省）
  自由扩展信息被记录在全局数据字典中

表空间的操作

创建本地管理的表空间

CREATE TABLESPACE userdataDATAFILE '/userfile.dbf' SIZE 500M --储存地址、初始大小EXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 256K;

创建字典管理的表空间

CREATE TABLESPACE userdata123DATAFILE '/userfile.dbf' SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT DICTIONARYDEFAULT STORAGE (initial 1M NEXT 1M);

两种日志文件

重做日志文件分为在线重做日志和归档重做日志

在线重做日志

又称联机重做日志，指Orcale以SQL脚本的形式实时记录数据库中的数据更新。

归档重做日志

指当条件满足时，Oracle将在线重做日志以文件的形式保存在硬盘。

管理Oracle实例

启动数据库

使用指令startup启动一个数据库
启动步骤：shutdown→nomount（实例启动）→mount（控制文件打开）→open（控制文件描述的所有文件被打开）

关闭数据库的四种模式

关闭模式	abort	immediate	transactional	normal
描述	称为终止关闭方式，终止关闭方式具有一定的强制性和破坏性。强制中断任何数据库操作	oracle不但会立即中断当前用户的链接，而且会强行终止用户的当前活动事物，将未完成的事物回退	阻止任何用户建立新的连接，等待所有活动事物提交后，再断开用户连接，当所有的活动事物提交完毕，所有的用户都断开连接后，将关闭数据库	阻止任何用户建立新的连接，等待当前所有正在连接的用户主动断开连接，当所有的用户都断开连接后，将立即关闭数据库
允许新的接入	×	×	×	×
等待直到当前会话都结束	×	×	×	√
等待直到当前事务都结束	×	×	√	√
强制执行checkpoint并关闭所有文件	×	√	√	√

• normal、transactional、immediate
  等待数据块高速缓冲区内容全部写入数据文件、未提交的事务回滚、释放资源后才关闭。
  这样关闭后数据库能够保持一致性，重新启动不需要进行实例恢复。
• abort
  已经修改的数据块缓冲区内容不会写入数据文件、未提交的事务也不会回滚。
  这样关闭的数据无法保证一致性（脏数据库），重新启动后，必须将改变的信息写入重做日志文件、使用回滚段来回滚未提交的改变、且需要释放资源。

备份

备份形式

• 全库备份
• 按用户备份
• 按表备份
• 表空间备份

监听程序的管理

查看监听程序的状态：

%lsnrctl status

PL/SQL

优点

1. 允许嵌入sql语句、允许定义常量和变量、允许过程语言结果、允许使用异常处理
2. 能提高程序的运行性能，降低网络开销
3. 提供模块化程序设计功能
4. 具有控制语句
5. 有良好兼容性

变量可见性

变量的作用域从声明部分开始到块的结束。变量的可见性是可以访问变量引用部分（嵌套块声明了相同变量，外部变量被屏蔽） ，可以用标签引用外部变量outer.v_value

判断if/else

DECLAREnum INTEGER := -11;
BEGINIF num < 0 THENdbms_output.put_line('负数');ELSIF num > THENdbms_output.put_line('正数');ELSEdbms_output.put_line('0');END IF;
END;

循环LOOP…EXIT…END

DECLAREv_num INTEGER := 1;v_mix INTEGER := 1;
BEGINLOOPv_mix := v_mix + v_num;v_num := v_num + 1;IF v_num > 5 THENEXIT;END IF;END LOOP;
END;

循环LOOP…EXIT WHEN…END

DECLAREv_num INTEGER := 1;v_mix INTEGER := 1;
BEGINLOOPv_mix := v_mix + v_num;v_num := v_num + 1;EXIT WHEN v_num > 5;END LOOP;
END;

循环while…LOOP…END LOOP

DECLAREv_num INTEGER := 1;v_mix INTEGER := 1;
BEGINWHILE v_num < 5 LOOPv_mix := v_mix + v_num;v_num := v_num + 1;END LOOP;
END;

循环for…IN…LOOP…END LOOP

DECLAREv_mix INTEGER := 1;
BEGINFOR v_num IN 1..5 LOOPv_mix := v_mix * v_num;END LOOP;
END;

储存过程

CREATE OR REPLACE PROCEDURE 过程名
[(参数名 in|out|in out 类型名)] is
过程体

计算一个数的阶乘

CREATE OR REPLACE PROCEDURE proc(i_num in INTEGER,o_mix out INTEGER) isv_mix INTEGER := 1;v_num INTEGER := 1;
BEGIN WHILE v_num <= i_num LOOPv_mix := v_num * v_mix;v_num := v_num + 1;END LOOP;o_mix := v_mix;
END;

交换两个数

CREATE OR REPLACE PROCEDURE(io_num1 in out NUMBER,io_num2 in out NUMBER)isv_temp NUMBER;
BEGIN v_temp := io_num1;io_num1 := io_num2;io_num2 := v_temp;
END;

两个表join，输出字段

DECLARETYPE t_rec IS RECORD(email account.email%TYPE,pw signon.password%TYPE);t_acc t_rec;
BEGINSELECT account.email, signon.password into t_acc from account inner join signon on signon.username = account.userid where account.userid = '001';dbms_output.put_line(t_acc.email || t_acc.pw);
END;

触发器

游标

定义游标

CURSOR cursor_name[(parameter1[, parameter2, ...])][return datatype]
is select_statement;  -- 但不能使用INTO子句

打开游标

OPEN cursor_name[value1, value2, ...];

不能用open语句重复打开一个游标
提取数据

FETCH cursor_name into {variable_list | record_variable};

variable_list表示table属性定义的数组
record_variable表示表名或游标名定义的record变量（使用%rowtype）
关闭游标

CLOSE cursor_name;

游标实例

DECLARE CURSOR cur is select account.userid from account;v_userid account.userid%TYPE;
BEGINopen cur;fetch cur into v_userid;  -- 必须先fetch，cur%found才会为trueWHILE cur%FOUND LOOPdbms_output.put_line(v_userid);fetch cur into v_userid;END LOOP;CLOSE cur;
END;

使用for循环语句可以省去open、fetch和close语句，且无需判断是否结束

DECLARE CURSOR myCur ISSELECT dep_name FROM departments;
BEGIN FOR v_emp IN my_CUR LOOP  -- 甚至连变量声明都可以省略dbms_output.put_line(v_emp.dep_name);  -- 注意：即使游标只查询一个字段，for循环的隐式变量依然是复合类型END LOOP;
END;

更进一步，可以在for中隐式声明游标

BEGINFOR v_emp IN (SELECT dep_id, dep_name FROM departments) LOOPdbms_output.put_line(v_emp.dep_id);END LOOP;
END;

索引（Index）

优点：

• 提高查询速度
• 提高分组排序的速度

缺点

• 创建和维护索引需要耗费时间
• 索引需要物理空间
• 对表进行插入、更新和删除时，索引需要动态维护

类别

• B_tree单列索引
  基于单个列创建的索引
• B_tree复合索引
  基于多列创建的索引
• 位图索引
• 函数索引
  使用列上的函数值作为key，而不是直接使用列的值
• 反向索引
• 分区索引和全局索引

OceanBase

产品特性

• 高可用
• 分布式
• 兼容性
• 高性能
• 低成本
• 多租户