数据库
数据库是按照数据结构来组织，储存，管理数据的仓库。数据库在物理层上有效的利用系统对磁盘的块读取特性，在读取相同磁盘块的同时，尽可能多的加载索引数据，来提高索引命中效率，从而达到减少磁盘IO的读取次数
传统的记录数据的方式使用普通文件的记录，但是这种储存的方式在进行数据 查询时极其不方便，不能快速定位到我们需要的数据，而是需要从头检索的方式进行查询，这在大量的数据下每次查找都会极大的浪费查询时间。为了解决这些问题，就需要一些特殊数据储存形式和方便的数据结构来优化。这就诞生了数据库系统。数据库发展到现在，较为主流的数据库形式有关系型数据库和非关系型数据库
关系型数据库
关系型数据库使用行、列组成二维表来组织数据和关系，表中的行（记录）描述数据实体，列描述实体之间的关系。这样可以方便我们的查询操作。并且在物理储存的底层，经过大量的专业人员的对数据逻辑的构建和优化，使得我们不需要考虑物理层数据的储存细节，只需要专注于数据逻辑的建立构建。并为了方便的操作这种数据库，方便的进行例如数据的增删改查的各种操作，还产生了结构化查询语言SQL，并被ISO组织标准化。
关系型数据库使用一张张二维表来记录信息，二维表列指定数据的属性字段有哪些，每一行代表一个数据。字段的取值范围称为一个域Domain。通常我们将字段的个数叫做维数，维数越大，字段越多。将表的数据行数叫做基数，基数越大，说明这个表的信息条数越大。字段（列）的顺序并不重要，但是行的顺序涉及到数据的储存，一个合理顺序可以提高些许的效率。例如我们将数据按照ID从小到大的规则储存，而不是随意无序储存
数据库两个重要的作用是存储数据和查询数据，构建这种储存数据的方式也是为了方便查询，这也是数据库诞生的初衷。所以解决数据的快速定位查询相当的重要。所以数据库使用了一些方便查询的方式去解决这样的问题。也就是下文所说的键，索引，约束等
键
主键
表通常会使用一列作为主键，也可以使用多列作为联合主键。主键的列能够唯一标识数据且不能够包含null值，通常主键设置为整形和整形，通常为表设置id字段作为主键，并设置AUTO_INCREMENT自增属性。mysql的InnoDB引擎下表要求必须使用主键。以主键建立的主键索引直接和数据储存和查询相关联，是一个非常重要的属性。
候选键
候选键：将一条或多条可以唯一标识数据的属性候选键，将每一条数据加以区分。例如使用表的id标识一条记录，使用身份证号码唯一标识一位公民。这种标识也可以是多个数据的组合。使用它能够标识一条唯一的数据。
外键
严格来说，当一个关系中的属性或者属性集合与另一个关系（也可以是自身）的候选键匹配时，就称这个属性或属性集合是外键。
例如，在一个员工表中，需要使用一个字段来记录这个员工所处的部门（部门是另一个表），这个字段就只需要记录一下部门表对应的id值即可。这个字段就称为外键，因为这个字段引用了外部表（也可以是自己表）的键
索引
主键索引
主键会自动建立主键索引，主键索引使用B+数的数据结构直接与数据位置关联，可以理解为一本大字典目录，有了这个目录，可以快速找到数据的页码范围，而不是一页页的去寻找。主键索引是直接与数据关联，找到对应主键节点，便可得到数据的位置周到数据
其他索引
mysq还包括了以下的索引，成为索引的字段都会按照B+树的方式对该列的数据进行排序，而这些非主键索引并不会关联真正的数据，而是会关联主键索引，再通过主键索引实现获取数据。
- 唯一索引：索引列的数据中，除去了非空值，每一条数据值都不相同，是唯一的。
- 普通索引：普通索引没有数据要求，按照某一规律建立一个索引树即可，尽量将可以区分的数据区分。查询时一般可以快速定位到一条或部分的数据，再做进一步。
- 联合索引：使用多个字段组合创建索引，查询匹配时候，先将匹配左边的字段信息。
- 全文索引：MyISAM引擎使用，全文搜索匹配，对于Char、Varchar、Text类型数据使用，可以快速检索表中所有字段中包含某个字符的数据。
构建索引的目的是加快查询，可以快速定位数据物理地址，在尽量少的IO下获取数据，但是这个相对的，索引可以加快查询的速度，但是对数据的修改，添加，删除都会减低速度，因为在修改数据的同时还需要修改这些数据目录，同时，建立索引需要时间和空间。所以在建立索引时我们需要考虑这些因素。
数据库数据存储与查询
为了方便快速查询，一般会采用key-value的数据结构，利用hash查询的O(1)时间复杂度，这对于查询单个数据是一种十分有效的方法。但是数据库不只是需要单个数据的查询，通常需要进行范围查询，所以数据底层使用B+树的数据结构来管理数据。
B+树是一种平衡二叉树（最长最短路径差值最大为1），B+树的所有中间节点都不会储存数据，数据只会储存在叶子节点中，所有的叶子节点连接成一个链表，数据在这个链表按照主键的顺序依次存储。
约束
值约束
保证值的数据类型，数据长度满足定义是要求，某些数据不能为NUll值，必须填入数据，这些都是对数据值得约束
域约束（Domain Constraint）
约束某些字段的取值范围。
实体完整性（主键约束）(Entity Intergrity)
主键约束：PRIMARY KEY约束 定义了主键，
引用完整性（外键约束）
当一个表的字段引用了另一个表的键（多数情况为主键）将这两个表关联，这两表将发生引用关系，引用了其他表的表为从表，被引用的表为主表。由于两张表发生了引用，则需要进行引用完整性的考虑，需要设置两个表的外键约束。
| 设定值 | 说明 |
| CASCADE | 级联：主表删除或更新一条数据后，从表中所有引用了主表该数据的记录将会被删除 |
| SET NULL | 主表删除或者更新一条数据后，从表中的数据设置为NULL，通知 |
| RESTRICT | 主表删除主键，如果这个主键被子表引用，子表将会拒绝主表删除该数据 |
| NO ACTION | 在Mysql中与RESTRICT相同，子表会拒绝主表删除数据 |
外键约束是为了保证数据的完整性，一致性，当主表中被依赖的数据发生改变时，子表会根据提前的设定做相应的响应。主表在删除或者更新数据时，子表数据可能会相应变化；子表添加数据时，添加的外键值必须在主表中存在。
实体间联系
数据库的设计需要根据用户需求来建立数据关联模型，这些业务之间的联系可能会非常的复杂，就需要提前对这个数据建模。以员工和部门描述关系
| 关系 | 描述 | 解决方案 |
| 一对一 | 部门管理者对应一个部门 | 在管理者表或者部门表中建立外键均可 |
| 一对多 | 一个部门对应多个员工 | 在员工表中建立外键 |
| 多对多 | 一个员工属于多个部门，一个部门有多个员工 | 使用第三张表，使用两张表的主键作为联合主键并和原表建立外键，即可建立两张表的多对多联系 |