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前言

在数据驱动的现代信息系统中，数据库是存储、管理核心数据的关键载体，从日常社交、电商平台到企业级管理系统，均需其提供底层支撑。掌握数据库知识，是开发者与运维人员的核心技能之一。

本文聚焦数据库核心知识，先梳理数据库的基础概念、发展历程与分类（含关系型与非关系型数据库对比），再详解数据库安装步骤，最后深入 MySQL 的日常管理操作（含 SQL 语句应用、用户权限控制等），为读者构建从理论到实践的完整数据库知识框架，夯实后续深入学习的基础。

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一、数据库概述

1.1 前置知识

1.1.1 LAMP / LNMP 架构

• LAMP = Linux + Apache + MySQL/MariaDB + PHP
• LNMP = Linux + Nginx + MySQL/MariaDB + PHP

1.1.2 数据库的定位

在企业架构中，数据库用于存储和管理核心数据，例如：

• 聊天软件（微信、QQ）：聊天文字、语音、视频、图片
• 外卖平台（饿了么/美团）：订单、支付、商家数据
• 游戏（绝地求生、英雄联盟）：玩家信息、装备、战绩

1.2 数据库基本概念

1.2.1 数据

• 定义：描述客观事物的符号记录，包括数字、文字、图像、声音等。
• 存储方式：以记录形式存储，统一格式，相同类型的数据存放在一起。
• 示例：班级同学信息中，一名同学是一条记录，包含学号、姓名、性别等属性。

1.2.2 表

• 表结构 = 行（记录） + 列（字段）
• 特点：记录由字段组成，字段由字符/数字组成，可供不同用户共享，具有较小的冗余度和较高的数据独立性。

1.2.3 数据库

数据库是表的集合，是按照一定组织方式存储的相关数据集合。

1.2.4 数据库管理系统（DBMS）

• 定义：操作和管理数据库的软件。
• 主要功能：
  1. 建库与维护（建表、转储与恢复、重组、性能监视）
  2. 数据定义（数据结构、存储结构、保密模式）
  3. 数据操作（查询、统计、更新）
  4. 运行管理（并发控制、存取控制、维护）
  5. 通信（与其他软件交互）

1.2.5 数据库系统（DBS）

• 组成：硬件 + 操作系统 + 数据库 + DBMS + 应用软件 + 用户
• DBA（数据库管理员）：负责备份恢复、维护、用户管理。
• 数据库应用软件：Navicat、人事管理系统、财务系统、图书管理等。

1.3 数据库发展史

1.3.1 第一阶段（层次型/网状型）

• IMS（IBM，1969）

1.3.2 第二阶段（关系型）

• 关系模型（1970年由E.F. Codd提出）
• 核心思想：将数据放在二维表中，用数学集合和关系代数描述和操作数据。
• 代表产品：System R（IBM）、Ingres（衍生出PostgreSQL）

1.3.3 第三阶段（新型数据库）

• 特点：面向对象、开放性、多平台
• SQL + NoSQL 混合使用
• 新兴数据库：MariaDB、PostgreSQL、时序数据库

1.4 关系型数据库

• 数据模型：E-R 模型（实体-关系）
  • 行（记录） = 实体
  • 列（字段） = 属性
  • 表与表之间存在关系（1对1，1对多，多对多）
• 主键：唯一、非空，类比学号/身份证号。
• 常见产品：MySQL、Oracle、SQL Server、DB2、PostgreSQL 等。

1.5 非关系型数据库（NoSQL）

• 定义：Not Only SQL，存储方式不限于表，可存储键值对、文档、列式数据等。
• 典型产品：Redis、Memcached、MongoDB、HBase。
• 应用场景：高并发、缓存、大数据实时计算。

1.5.1 优点

1. 格式灵活（Key-Value、文档、图片等）
2. 速度快（基于内存存储）
3. 高扩展性
4. 成本低（开源，部署简单）

1.5.2 缺点

1. 不支持 SQL
2. 缺少事务处理
3. 复杂查询支持不足
4. 大部分数据在内存，成本较高

1.5.3 Redis 与 Memcached 对比

• 相同点：都存储热点数据，内存运行，速度快。
• 不同点：Redis 支持持久化，数据可落盘；Memcached 纯内存，断电丢失。

1.6 关系型 vs 非关系型数据库对比

特点	关系型数据库	非关系型数据库
数据结构	表（二维表）	KV、文档、列式、图形
优点	结构清晰，SQL通用，支持复杂查询	格式灵活，速度快，高并发
缺点	表结构固定，I/O 瓶颈	无SQL、事务差、复杂查询弱
代表产品	MySQL、Oracle、PostgreSQL	Redis、MongoDB、HBase

1.7 小结

1. 当前企业的主流数据库系统：关系型（MySQL/Oracle/SQL Server）+ 非关系型（Redis/MongoDB）。
2. DBMS 的作用：桥梁，负责接收请求、转化指令、执行数据库操作并返回结果。
3. 选型思路：
   • 数据关系清晰、结构化 → 关系型数据库
   • 高并发、非结构化、大数据分析 → 非关系型数据库
   • 实际应用常常 SQL + NoSQL 混合使用（如：Redis 缓存 + MySQL 持久化）。

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二、数据库安装

2.1 环境准备

安装编译工具和依赖：

yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake

创建 MySQL 专用用户：

useradd -s /sbin/nologin mysql

2.2 源码解压与依赖

tar zxvf mysql-5.7.17.tar.gz -C /opt
tar zxvf boost_1_59_0.tar.gz -C /usr/local/
mv /usr/local/boost_1_59_0 /usr/local/boost

2.2.1 Boost 是什么？

Boost 是一个庞大且高质量的、可移植的 C++ 源程序库。它被称为 “C++ 的标准预备库”，因为很多 Boost 库中的组件后来都被吸收到了 C++ 的国际标准中（如 C++11, C++14, 等）。它提供了大量在标准 C++ 库中尚未包含的、但极其有用的功能和工具，例如智能指针、正则表达式、线程、文件系统操作等。

2.2.2 为什么编译 MySQL 需要 Boost？

MySQL 的源代码（尤其是新版本，如 5.7+）的某些部分直接使用了 Boost 库中的特定组件来实现其功能。

具体来说，MySQL 在以下方面可能用到 Boost：

• 智能指针（Smart Pointers）：如 scoped_ptr, shared_ptr。这些可以帮助安全、自动地管理内存，避免内存泄漏，提升代码的健壮性。
• 模板元编程（Template Metaprogramming）：Boost 提供了大量用于编译期计算和代码生成的模板工具，可以帮助构建更灵活、更高效的代码结构。
• 其他工具：如 Boost.Geometry 用于处理地理空间数据（GIS），这对于 MySQL 的地理空间数据类型和函数支持可能很重要。

因此，在编译 MySQL 时，编译器必须能够找到 Boost 库的头文件（Header Files），以便能够正确地编译那些使用了 Boost 代码的 MySQL 源文件。

2.2.3 编译时与 Boost 的交互方式

在运行 cmake 命令配置 MySQL 编译环境时，你可以通过 -DWITH_BOOST= 参数来指定 Boost 的位置。

cmake . -DWITH_BOOST=/usr/local/boost

这时会发生以下情况：

1. 检查：CMake 会检查你指定的目录（或系统默认路径）是否存在所需的 Boost 库。
2. 使用：如果找到了，编译过程就会使用该路径下的 Boost 头文件。
3. 下载：这是一个非常关键的点：如果你没有指定 -DWITH_BOOST 参数，或者指定的路径没有找到 Boost，CMake 配置脚本会自动从互联网下载它所需版本的 Boost 源代码包，并将其解压到 MySQL 源码目录下的 boost/ 子目录中，然后使用这个本地副本进行编译。

所以，你手动安装 Boost 的主要目的就是为了避免在编译过程中临时下载。 因为自动下载可能会遇到网络问题（速度慢、连接失败），导致编译配置中断。预先安装好 Boost 可以使编译过程更顺畅、更可控。

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2.3、CMake 编译配置

进入源码目录：

cd /opt/mysql-5.7.17/

执行 cmake（关键参数）：

cmake \
#指定mysql安装路径，必要
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
#指定mysql进程监听套接字文件（数据库文件）的存储路径，必要
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
#指定配置文件的路径，必要
-DSYSCONFDIR=/etc \
#指定mysql的pid文件位置，必要
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
#指定默认使用的字符集
-DDEFAULT_CHARSET=utf8  \
#指定默认使用的字符集校对规则
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
#指定支持其他字符编码
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all \
#安装INNOBASE存储引擎
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
#安装ARCHIVE存储引擎
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \
#安装BLACKHOLE存储引擎
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \
#安装FEDERATED存储引擎
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \
#指定数据库文件存储路径，超核心，必要
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
#指定boost路径，当使用集成包安装时直接使用-DWTH_BOOST=boost
-DWITH_BOOST=/usr/local/boost \
#生成便于systemd管理的文件
-DWITH_SYSTEMD=1

存储引擎选项:
MYISAM，MERGE，MEMORY和cSv引擎是默认编译到服务器中，并不需要明确地安装。静态编译一个存储引擎到服务器，使用-DWITH engine STORAGE ENGINE= 1
可用的存储引擎值有:ARCHIVE，BLACKHOLE，EXAMPLE，FBDERATBD，IMNOBASB(InnoDB)，PARTTTON(partitioning support),和PERFSCHEMA(Performance schema)

编译安装：

make -j 4 && make install

注意：如果 CMake 出错，解决后需删除 CMakeCache.txt 再重新执行。

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2.4 配置 MySQL

2.4.1 权限管理

chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
chown mysql:mysql /etc/my.cnf

2.4.2 修改配置文件 /etc/my.cnf

#客户端配置
[client] 
#客户端连接mysql的端口，默认为3306
port = 3306
#客户端通过unix socket文件连接mysql（Linux/Unix环境）
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
#默认字符集，utf-8
default-character-set=utf8#服务端配置
[mysqld]
#mysql以用户mysql的身份运行
user = mysql
#mysql的安装路径
basedir=/usr/local/mysql
#mysql数据库的数据文件存放位置
datadir=/usr/local/mysql/data
#服务监听端口
port = 3306
#mysql默认字符集
character-set-server=utf8
#mysql存放PID的位置
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
#mysql服务端socket套接字位置
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
#允许任意IP连接到数据库（0.0.0.0表示监听所有网卡）
bind-address = 0.0.0.0
#关闭DNS解析，使用IP地址验证用户，提高连接速度
skip-name-resolve
#数据库最大连接数，当到达最大连接数时，数据库会报错
max_connections=2048
#默认引擎为innodb
default-storage-engine=INNODB
#最大允许传输的数据包大小
max_allowed_packet=16M
#mysql的id，唯一，常用于主从复制
server-id = 1
#设置SQL模式，控制SQL语法和数据校验规则，如 严格模式、禁止零日期、ANSI引号模式等，仅在需求时进行额外配置
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES#客户端工具配置
[mysql]
#客户端连接端口
port = 3306
#客户端默认字符集
default-character-set=utf8
#使用Unix socket文件连接
socket=/usr/local/mysql/mysql.sock
#开启自动补全
auto-rehash

2.5 环境变量设置

echo "PATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin" >> /etc/profile
source /etc/profile

2.6 数据库初始化

cd /usr/local/mysql/bin/
# ​mysql服务器的主程序
./mysqld \
#指定以无密码初始化
--initialize-insecure \
#指定用户为mysql
--user=mysql \
#指定mysql安装路径
--basedir=/usr/local/mysql \
#指定mysql的数据文件位置
--datadir=/usr/local/mysql/data

2.7 服务管理

cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/
systemctl daemon-reload
systemctl start mysqld.service
systemctl enable mysqld
netstat -anpt | grep 3306

2.8 账号密码管理

设置 root 密码：

mysqladmin -u root -p password "123456"

登录 MySQL：

mysql -u root -p123456

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三、MySQL 数据库管理

3.1 数据库基本操作

3.1.1 查看数据库信息

SHOW DATABASES;

3.1.2 切换数据库

USE 数据库名;

3.1.3 查看数据库中的表

SHOW TABLES;
SHOW TABLES IN 数据库名;

3.1.4 查看表结构

DESCRIBE 表名;

3.2 常用数据类型

类型	说明	示例
INT	整型，存储整数	id INT
FLOAT	单精度浮点，4 字节，可表示小数	score FLOAT
DOUBLE	双精度浮点，8 字节	price DOUBLE
CHAR(n)	固定长度字符类型，长度 n，不够补空格	name CHAR(10)
VARCHAR(n)	可变长度字符类型，最大 n 个字符	address VARCHAR(50)
TEXT	文本类型	description TEXT
IMAGE	图片类型	photo IMAGE
DECIMAL(p,s)	精确数值类型，p=总长度，s=小数位	salary DECIMAL(5,2)

3.3 数据库文件存储结构

• MySQL 数据目录：/usr/local/mysql/data
• 每个数据库对应一个子目录，每个表对应若干文件：
  • MyISAM：.frm（表结构）、.MYD（数据）、.MYI（索引）
  • InnoDB：
    • 独享表空间：.ibd 文件（每表一个文件）
    • 共享表空间：ibdata 文件（多个表共用）

3.4 SQL 语句分类

分类	功能	常用语句
DDL（数据定义语言）	创建/修改/删除数据库对象	CREATE, DROP, ALTER
DML（数据操纵语言）	增删改表数据	INSERT, UPDATE, DELETE
DQL（数据查询语言）	查询数据	SELECT
DCL（数据控制语言）	用户权限管理	GRANT, REVOKE, COMMIT, ROLLBACK

3.5 DDL 操作（数据库和表管理）

3.5.1 创建数据库

CREATE DATABASE 数据库名;

3.5.2 创建数据表

CREATE TABLE 表名 (字段1 数据类型 [约束条件],字段2 数据类型 [约束条件],...PRIMARY KEY (主键字段)
);

示例：

CREATE DATABASE test;
USE test;
CREATE TABLE class (id INT NOT NULL,name CHAR(10) NOT NULL,score DECIMAL(5,2),passwd CHAR(48) DEFAULT '',PRIMARY KEY (id)
);
DESC test;

3.5.3 删除表

DROP TABLE 表名;
DROP TABLE 数据库名.表名;

3.5.4 删除数据库

DROP DATABASE 数据库名;

3.5.5 修改表结构（ALTER）

-- 修改表名
ALTER TABLE 旧表名 RENAME 新表名;-- 增加字段
ALTER TABLE 表名 ADD 字段名 数据类型 [约束];-- 修改字段
ALTER TABLE 表名 CHANGE 旧列名 新列名 数据类型 [约束];
ALTER TABLE 表名 MODIFY COLUMN 字段名 数据类型 [约束];-- 删除字段
ALTER TABLE 表名 DROP 字段名;

3.6 DML 操作（表数据管理）

3.6.1 插入数据

INSERT INTO 表名(字段1,字段2,...) VALUES (值1, 值2, ...);
INSERT INTO VALUES (值1, 值2, ...);

示例：

INSERT INTO newclass (id, name, passwd, sex) VALUES (1,'zhangsan',PASSWORD('45612354648'),0);

3.6.2 更新数据

UPDATE 表名 SET 字段1=值1,字段2=值2 WHERE 条件;

示例：

UPDATE newclass SET passwd=PASSWORD('') WHERE name='zhangsan';

3.6.3 删除数据

DELETE FROM 表名 WHERE 条件;

3.6.4 清空表内数据

DELETE FROM 表名;        -- 可回滚，保留自增ID
TRUNCATE TABLE 表名;     -- 不可回滚，重置自增ID

• DELETE 可带 WHERE 条件，可回滚，速度慢，逐条删除，保留ID自增的结果
• TRUNCATE 不可回滚，速度快，ID 自增重置，直接清空

3.6.5 回滚

在MySQL中执行DELETE后无法回滚，这是由MySQL的默认设置和工作机制导致的。

3.6.5.1 回滚失败的根本原因

1. 自动提交模式(Autocommit)

   • MySQL默认启用autocommit模式（@@autocommit=1）
   • 在这种模式下，每个SQL语句都会自动提交，形成一个独立的事务
   • 您的DELETE语句执行后立即自动提交，ROLLBACK时已无事务可回滚

2. 存储引擎问题

   • MyISAM引擎不支持事务
   • 只有InnoDB等支持事务的引擎才能使用ROLLBACK

3.6.5.2 如何正确使用事务回滚

方法1：显式开启事务（推荐）

-- 开始事务
START TRANSACTION;  -- 或 BEGIN-- 执行删除
DELETE FROM newclass WHERE name='zhangsan';-- 检查影响行数
SELECT ROW_COUNT();-- 如果需要回滚
ROLLBACK;-- 如果确认删除正确
COMMIT;

方法2：临时关闭自动提交

-- 关闭自动提交
SET autocommit = 0;-- 执行删除
DELETE FROM newclass WHERE name='zhangsan';-- 回滚
ROLLBACK;-- 恢复自动提交
SET autocommit = 1;

3.6.5.3 已提交DELETE的数据恢复方案

如果DELETE已经提交，可以尝试以下方法恢复数据：

1. 使用binlog恢复（需提前开启binlog）

# 查找删除操作的时间点和位置
mysqlbinlog --start-datetime="删除前时间" --stop-datetime="删除后时间" \/var/lib/mysql/mysql-bin.000123 | grep -A 10 "DELETE FROM newclass"mysqlbinlog --start-datetime="2025-09-12 22:00:00" \--stop-datetime="2025-09-12 22:16:00" \/var/lib/mysql/mysql-bin.000123# 查找到具体位置后，恢复数据，结合日常备份选择删除前位置，也可以恢复到某一时间点
mysqlbinlog --start-position=删除前位置 --stop-position=删除后位置 \/var/lib/mysql/mysql-bin.000123 | mysql -u root -p
mysqlbinlog --start-position=删除前位置 --stop-position=删除后位置 \/var/lib/mysql/mysql-bin.000123 | mysql -u root -p

企业中一般会开启binlog其目的是：数据恢复、主从复制和数据审计，而不是单纯为了数据被误删除

2. 使用备份恢复

# 从最近的备份恢复单个表
mysql -u root -p dbname < backup_file.sql

3. 使用第三方工具

• MySQL Enterprise Backup
• Percona XtraBackup
• mydumper/myloader

3.6.5.4 预防措施

1. 重要操作前备份数据

   -- 创建临时备份表
   CREATE TABLE newclass_backup_20230501 SELECT * FROM newclass WHERE name='zhangsan';
   

2. 使用事务包装所有写操作

   START TRANSACTION;
   -- 执行操作...
   COMMIT;
   

3. 设置安全删除习惯

   -- 先查询确认
   SELECT * FROM newclass WHERE name='zhangsan';-- 再删除
   DELETE FROM newclass WHERE name='zhangsan';
   

4. 考虑使用软删除

   ALTER TABLE newclass ADD COLUMN is_deleted TINYINT DEFAULT 0;-- 替代DELETE
   UPDATE newclass SET is_deleted = 1 WHERE name='zhangsan';
   

3.6.5.5 检查当前事务设置

-- 查看自动提交状态
SELECT @@autocommit;-- 查看当前会话的事务隔离级别
SELECT @@transaction_isolation;-- 查看表使用的存储引擎
SHOW TABLE STATUS LIKE 'newclass';

记住：在MySQL中，只有显式开启事务或关闭autocommit后，ROLLBACK才能生效。生产环境中执行DELETE前务必先备份数据或使用事务！

3.7 DQL 操作（数据查询）

3.7.1 查询数据

SELECT 字段1,字段2 FROM 表名 WHERE 条件;
SELECT * FROM 表名;

3.7.2 限制查询结果

SELECT * FROM 表名 LIMIT 起始行, 查询条数;
SELECT * FROM 表名 LIMIT 2;       -- 显示前2行
SELECT * FROM 表名 LIMIT 2,3;     -- 从第2行开始显示3行，第一个数从0开始计数

3.7.3 竖向显示结果

SELECT * FROM 表名\G

3.8 表高级操作

3.8.1 临时表

临时表将会在连接断开时自动删除。

CREATE TEMPORARY TABLE 表名 (...);

3.8.2 克隆表

-- 仅复制表结构
CREATE TABLE 新表 LIKE 旧表;-- 复制表结构和数据
CREATE TABLE 新表 AS SELECT * FROM 旧表;

3.9 用户管理

3.9.1 创建用户

CREATE USER '用户名'@'来源地址' IDENTIFIED BY '密码';

3.9.2 查看用户

USE mysql;
SELECT User, Host, authentication_string FROM user;

3.9.3 删除用户

DROP USER '用户名'@'来源地址';

3.9.4 修改密码

SET PASSWORD = PASSWORD('新密码');  -- 当前用户
SET PASSWORD FOR '用户'@'来源地址' = PASSWORD('新密码');  -- 其他用户

3.9.5 忘记 root 密码处理

1. 修改 /etc/my.cnf 添加：

[mysqld]
skip-grant-tables

2. 重启 MySQL 服务并直接登录
3. 修改密码：

UPDATE mysql.user SET AUTHENTICATION_STRING=PASSWORD('新密码') WHERE user='root';
FLUSH PRIVILEGES;

4. 删除 skip-grant-tables 并重启 MySQL

3.10 用户授权管理

3.10.1 授权用户

GRANT 权限列表 ON 数据库.表 TO '用户名'@'来源地址' IDENTIFIED BY '密码';

在5.7之前或更早的版本可直接使用以下命令创建用户并赋权：
GRANT SELECT, UPDATE, INSERT ON test.info TO ‘cio’@‘%’ IDENTIFIED BY ‘abc123’;
但这种语法已在8.0被弃用，如果要正确创建需要使用下面的语法：
– 创建用户（如果不存在）
CREATE USER IF NOT EXISTS ‘cio’@‘%’ IDENTIFIED BY ‘abc123’;
– 授予权限
GRANT SELECT, UPDATE, INSERT ON test.info TO ‘cio’@‘%’;

3.10.2 查看授权

SHOW GRANTS FOR '用户名'@'来源地址';

3.10.3 撤销权限

REVOKE 权限列表 ON 数据库.表 FROM '用户名'@'来源地址';
REVOKE ALL ON *.* FROM 'lisi'@'%';

3.11 权限说明

权限	功能
SELECT	查询数据
INSERT	插入数据
UPDATE	修改数据
DELETE	删除数据
CREATE	创建表/数据库
DROP	删除表/数据库
ALTER	修改表结构
INDEX	索引操作
ALL PRIVILEGES	所有权限

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总结

本文围绕数据库核心知识展开，明确了数据库在信息系统中的核心地位，系统梳理了其发展脉络 —— 从早期层次 / 网状型数据库，到主流的关系型数据库，再到适配高并发场景的非关系型数据库，并清晰对比了两类数据库的结构、优缺点与适用场景（如关系型适合结构化数据与复杂查询，非关系型适合高并发与非结构化数据）。

在实践层面，本文详细给出了数据库安装的环境配置、编译步骤与服务管理方法，并以 MySQL 为例，深入讲解了 DDL/DML/DQL/DCL 等 SQL 语句的应用、表结构操作、用户管理与权限控制等关键操作。

实际业务中，关系型数据库（如 MySQL）与非关系型数据库（如 Redis）常混合使用，以实现数据持久化与高并发处理的互补。掌握本文中的理论知识与 MySQL 实操技能，是设计高效、稳定数据存储方案的基础，也为应对未来数据库技术（如分布式、云数据库）的演进提供了核心支撑。