部分代码的Github地址为：github.com/hzka/JavaBo…，本科时候学过数据库设计这门课程，无奈时间长了，都基本还给老师了。特此利用1-2天时间学习记录下。
（一）基础概念
1.关系型数据库系统
1.1数据库系统的应用
譬如：个人社保信息存储于政府数据库中；购物信息存储于网上商店的数据库中；学籍信息存储于学校数据库中。数据库系统可以存储、访问、处理和分析数据的方法。
1.2数据库系统的组成
数据库是由构成信息的数据组成的存储，譬如MySql、Oracle、SQL Server和Sybase等。需要在数据库管理系统（DBMS）上建立应用程序。
大多数数据库都是关系数据库系统，他们都是基于关系数据模型的，其有三要素：结构、完整性和语言，结构定义数据表示；完整性给出一些对数据的约束；语言提供了访问和操作数据的手段。
1.3数据库要素
所有关系型数据库都支持主键约束和外键约束。
1.3.1关系结构
关系结构围绕一个简单自然的结构建立；表的一行称为一个记录，表的一列称为该记录中一个属性的值。关系数据库理论，一行称为一个元组，一列称为一个属性。下表有八个记录，每个记录有五个属性。同一行的数据互相关联。不同表格的数据可以通过共同属性也可能互相关联。
1.3.2 完整性约束
完整性约束是对表格强加了一个条件，表中所有合法值必须满足该条件。 如下所示：
一般来说，有三种类型约束，内部关联约束（域约束、主键约束）和外键约束。前者每个约束涉及一个关系，后者相互关联。
1.3.2.1域约束
规定一个属性的允许值， 可以使用标准数据类型指定，也可以指定附加约束来缩小范围。譬如上图的numOfCredits的每个值必须大于0小于5等。
1.3.2.2主键约束
超键：一个或一组属性可以唯一表示一个关系，换句话说：没有两个记录具有相同超键。
键：K是最小的超键，K的任何真子集都不是超键。
候选键：一个关系可以有几个键，每个键都是一个候选键。
主键：数据库设计指定的候选键之一，表示一个关系的记录，譬如：上图中的courseId是Course的一个主键。
1.3.2.3外键约束
不同关系中的记录通过共同属性也是相互关联的，共同属性就是外键，外键约束定义了关系之间的关系。若有两个表A，B，C是A的主键，而B中也有C字段，则C就是表B的外键，外键约束主要用来维护两个表之间数据的一致性。譬如：coureseId是表Enrollment中一个外键，它引用了表Course中的主键CoureseId，每个CourseId值必须与表Course中的一个CoureseId匹配。
1.3.2.4强制完整性约束
数据库管理系统强制执行完整性约束并且拒绝违法约束的操作。譬如：插入一个表格已有主键的记录，报错等等。
2.SQL
SQL（结构化查询语言）是用来定义表格和完整性约束以及访问和操纵数据的通用语言。SQL可以用于MySql、Oracle、SQL Server等大多数关系型数据库。在这里我们用MySQL。
2.1.MySQL的搭建教程：
1.参考帖子：www.cnblogs.com/ziyoublog/p…
2.搭建过程中net提示不是内部或外部命令： https://blog.csdn.net/baidu_32542573/article/details/79759939
3.相关命令行：
//1.管理员身份打开命令控制符，进入mysql的bin目录下
cd “D:\Program Files\mysql\mysql-5.6.43-winx64\bin”
//2.启动服务
net start mysql
//3.登录mysql（第一次登录没有密码，直接按回车过）！
mysql -uroot -p
//4.root密码为空时用下面命令修改, 修改成12345:
mysqladmin -u root -p password 12345
2.2在SQL上创建用户账户
//1.在mysql提示符下初始化
use mysql;
//2.创建用户名为kevinhe，密码为123456的账户。
create user 'kevinhe'@'localhost' identified by '123456';
//3.授予权限给kevinhe
grant select,insert,update,delete,create,drop,execute,references on *.* to 'kevinhe'@'localhost';
//4.如果希望该账号可以从任意的IP地址来远程访问。
grant all privileges on *.* to 'kevinhe'@'%' identified by '123456';
//5.如果希望该账号可以从一个特定的IP地址来进行远程访问。
grant all privileges on *.* to 'kevinhe'@'ipAddress' identified by '123456';
//6.退出(注意一定要加分号)
exit;
注意：Windows自动启动MySQL数据库，输入命令net stop mysql可以终止，输入命令net start mysql可以启动。默认情况下，该服务器默认包含Mysql和test数据库。Mysql数据库包含存储服务器信息及其用户信息的表格，可以进行权限更改，但不能在这里创建用户表。test数据库来存储数据或者创建新的数据库，可以使用create database databasename来创建新数据库；用drop database databasename来删除已存在数据库。
2.3创建数据库
//1.登录mysql的kevinhe数据库，
mysql -ukevinhe -p123456
注意：第一次报错了，登录不上去，故而先删除已经创建的几个用户和一个空账户，参考帖子：https://blog.csdn.net/asty9000/article/details/80956583
//1.1删除已存在的用户，默认删除的是'XXX'@'%'这个用户，
drop user kevinhe;
//1.2.如果还有其他的用户如'XXX'@'localhost'等，不会一起被删除。如果要删除'XXX'@'localhost'，使用drop删除时需要加上host.
drop user 'kevinhe'@'localhost';
//1.3.删除一个空账户
drop user ''@'localhost';
//2.创建并使用数据库
create database javabook;
use javabook;
//3.安装Navicat和链接Mysql。
Navicat下载：http://www.3673.com/soft/804.html
链接Mysql教程：https://jingyan.baidu.com/article/0aa2237573c1e688cc0d6427.html
2.4创建和删除表
1.创建Course表，包含属性courseId,subjectId,courseNumber,title,numOfCredits，每个都有相应的数据类型。Char(5)是指courseID有五个字符组成；varchar(50)是指title是一个字符个数最多为50的可变长字符串，integer表明coursenumber是一个整数，主键是courseId。
create table Course
(courseId char(5),
subjectId char(4) not null,
courseNumber integer,
title varchar(50) not null,
numOfCredits integer,
primary key (courseId));
2.创建其他两个表Student和Enrollment。
create table Student
(ssn char(9),
firstName varchar(25),
mi char(1),
lastname varchar(25),
birthDate date,
street varchar(25),
phone char(11),
zipCode char(5),
deptId char(4),
priary key (ssn));
create table Enrollment
(ssn char(9),
courseId char(5),
dateRefisted date,
grade char(1),
primary key(ssn,courseId),
foreign key(ssn) references Student(ssn),
foreign key(courseId) references Course(courseId));
3.如果需要删除表,可以使用drop table命令永久删除。
drop table Course;
4.为了方便，将所有命令保存至test.sql文件，可以在SQL命令下输入source test.sql来运行该脚本文件。载入运行即可。
2.5简单插入、更新、删除
一旦创建表格，就可以添加、更新或者删除记录。
1.添加表格的语法是：
insert into Course(courseId,subjectId,courseNumber,title,numOfCredits)
values('11113','CSCI','3720','Database Systems',3);
2.更新表格的语法是：
--将title为Database Systems课程的numOfCredits值改为4.
update Course
set numOfCredits = 4
where title=’Database Systems’;
3.删除记录的语法是：
--从Course表中删除课程Database Systems;
delete from Course
where title=’Database Systems’;
eg:删除Course中的所有记录
delete from Course;
2.6简单查询
select需要遵循以下语法，colum-list是选中的列，from语句是指定查询所涉及的表，where语句指的是选择行的条件。
--查找Course表中numOfCredits=3的相关列。如果是select *的话则需要列出所有属性值。
select courseId,courseNumber,title
from Course
where numOfCredits = 3;
2.7比较运算符和布尔运算符
****
2.8操作符like、between..and 和isnull
2.8.1模式匹配操作符like
检验字符串s是否含有模式p的语法是：s like p或者s not like p。在模式p中可以使用通配符%（百分号）和_（下划线），前者匹配零个或者多个字符；后者可与S中单个字符串匹配。eg:lastName like ‘_mi%’表示与第二个第三个字符分别为m和i在任意字符串匹配。lastName not like ‘_mi%’表示排除这种。
2.8.2 between...and
检查字符是否在值v1和v2之间。譬如：v between v1 and v2;等价于v>=v1 and v<=v2。V not between v1 and vw；等价于v<v1,v>v2;
2.8.3is null
检查值v是否为null,使用如下语法：s is null或者s is not null。
2.9列的别名
显示查询结果，SQL使用列名来作为列的标题。对列采用缩写。使用as关键字。
select courseId as id,courseNumber as num,title as tit
from Course
where numOfCredits = 3;
2.10算数运算符
在SQL中有+-*/四种。
2.11显示互不相同的记录
SQL提供关键字distinct来去除输出重复的元组。
2.12显示排好序的记录
SQL提供关键字order by来对输出结果进行排序。降序是在后面desc，升序是asc，当指定多列时，先对第一列进行排序，在对第一列中具有相同值的行进行排列。以此类推。
2.13联结表
多个表中获取信息，完成如下查询，SQL语句：
select distinct lastName,firstName,courseId
from Student,Enrollment
where Student.ssn = Enrollment.ssn and lastName = 'Smith' and firstName = 'Jacob';
3.JDBC
JDBC是访问关系型数据库的API。
3.1什么是JDBC
JDBC表示Java数据库连接，JDBC提供访问和操纵众多关系数据库的一个统一接口。
3.2IDEA配置Mysql数据库
链接：blog.csdn.net/wk992337444…
可能遇到的问题：
（1）若没有Database模块：
解决方法：IDEA重新下载Ultimate版本（再也不用Community版本了）
（2）链接MySQL数据库Test connnection报错：
原因：JDBC驱动程序的5.1.33版本与UTC时区配合使用，必须在连接字符串中明确指定serverTimezone。
解决方法：将URL改成
jdbc:mysql://localhost:3306/javabook?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&serverTimezone=UTC
3.3使用JDBC开发数据库应用程序
3.3.1简单介绍
使用Java开发任何数据库应用程序都需要4个主要接口：Driver（加载一个合适驱动程序）、Connection（连接到数据库）、Statement（创建和执行SQL）和ResultSet（处理结果）。访问数据库的典型Java程序主要有以下几步：
3.3.2实施步骤：
（1）加载驱动程序:
程序加载不同的数据库，必须加载各自的去动程序，譬如：对于Mysql数据库而言。是Class.forName(“JDBCDriverClass”);
（2）建立连接：
为了建立一个数据库，需要使用DriverManager类的静态方法getConnection。eg:Connection connection = DraiverManager.getConnection(databaseURL);
（3）创建语句：
Connection是程序与数据库的缆道，statement是缆车。传输SQL语句并返回结果给程序。eg:Statement statement = connection.createStatement();
（4）执行语句
可以使用方法executeUpdate(String sql)来执行数据定义语言或者更新语句。可以使用executequery来查询语句。
（5）处理ResultSet
结果集ResultSet维护一张表，该表的当前行可以获得。getString来获取一些列。
3.3.3 代码示例（P3201代码）
若显示驱动报错，则按照这个帖子（www.cnblogs.com/tffan/p/959…）去使用IDEA加载mysql驱动（驱动版本号：mysql-connection-java-5.1.47）。
import java.sql.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
//1.加载JDBC驱动程序
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
System.out.println("Driver loaded");
//2.链接mysql数据库
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/javabook","kevinhe","123456");
System.out.println("Database created");
//3.创建一个statement对象
Statement statement = connection.createStatement();
//4.执行SQL查询语句并返回一个ResultSet对象
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(" select courseId,courseNumber,title\n" +
" from Course\n" +
" where numOfCredits = 3;");
//5.从Resultset对象处获得查询结果。
while (resultSet.next()){
System.out.println(resultSet.getString(1)+"\t"+
resultSet.getString(2)+"\t"+
resultSet.getString(3));
}
//4.关闭链接，释放资源。
connection.close();
}
}
4.PreparedStatement
4.1优势及用法
可以创建参数化的SQL语句。PreparedStatement对象不仅包含了SQL语句，而且大多数情况下这个语句已经被预编译过，因而当其执行时，只需DBMS运行SQL语句，而不必先编译。当你需要执行Statement对象多次的时候，PreparedStatement对象将会大大降低运行时间，当然也加快了访问数据库的速度。
4.2代码示例
将P3201代码改为PrepaedStatement这种。
import java.sql.*;
public class Main {
private static PreparedStatement preparestatement;
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
System.out.println("Driver loaded");
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/javabook", "kevinhe", "123456");
System.out.println("Database created");
String queryString = " select courseId,courseNumber,title\n" +
" from Course\n" +
" where numOfCredits = ?;";
preparestatement = connection.prepareStatement(queryString);
preparestatement.setString(1,"3");
ResultSet resultSet = preparestatement.executeQuery();
while (resultSet.next()) {
System.out.println(resultSet.getString(1) + "\t" +
resultSet.getString(2) + "\t" +
resultSet.getString(3));
}
connection.close();
}
}
5.CallableStatement
5.1简介
CallableStatement为执行SQL存储过程而设计。有三个参数：IN（接受传递给过程的值）、OUT（结束返回一个值）以及INOUT。可以使用prepareCall来创建对象，譬如：
{call sample....}是SQL转义语法，通知驱动程序中的代码应该被不同处理。使用registerOutPParameter来注册OUT和IN OUT参数。
6.获取元数据
DatabaseMetaData接口来获取数据库的元数据。譬如数据库URL、用户名、JDBC驱动程序名称，ResultSetMeataData接口可以获取到结果集合的元数据，譬如表的列数和列名等。
6.1数据库元数据（P3205项目）
Connection接口用于建立与数据库的链接，先得到conncetion链接，再得到DatabaseMetaData对象，可以使用Connection对象的getMetaData方法。
6.2获取数据库表
getTables通过数据库元数据可以确定数据库中的表格，列出MySQL数据库javabook中的所有用户表。
import java.sql.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
//1.加载JDBC驱动程序
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
System.out.println("Driver loaded");
//2.链接mysql数据库
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/javabook", "kevinhe", "123456");
System.out.println("Database created");
//3.创建一个statement对象
DatabaseMetaData dbMetaData = connection.getMetaData();
System.out.println("URL:" + dbMetaData.getURL());
System.out.println("username:" + dbMetaData.getUserName());
System.out.println("product name:" + dbMetaData.getDatabaseProductName());
System.out.println("product version:" + dbMetaData.getDatabaseProductVersion());
System.out.println("JDBC diver name:" + dbMetaData.getDriverName());
System.out.println("JDBC diver version:" + dbMetaData.getDriverVersion());
System.out.println("Max number of connections:" + dbMetaData.getMaxConnections());
System.out.println("MaxTableNameLength:" + dbMetaData.getMaxTableNameLength());
System.out.println("MaxColumeNameLength:" + dbMetaData.getMaxColumnsInTable());
//表名
ResultSet rstables = dbMetaData.getTables(null,null,null,new String[]{"Table"});
System.out.println("Table");
while (rstables.next()){
System.out.println(rstables.getString("TABLE_NAME")+" ");
}
}
}
6.3结果集元数据（P3207项目）
ResultSetMetaData描述结果集的信息，能找出相关列的类型和属性的信息。
import java.sql.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
//1.加载JDBC驱动程序
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
System.out.println("Driver loaded");
//2.链接mysql数据库
Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/javabook","kevinhe","123456");
System.out.println("Database created");
//3.创建一个statement对象
Statement statement = connection.createStatement();
//4.执行SQL查询语句并返回一个ResultSet对象
ResultSet resultSet = statement.executeQuery(" select *\n" +
" from Course;");
ResultSetMetaData rsMetaData = resultSet.getMetaData();
//获取列数和每一列的名称；
for(int i = 1;i<=rsMetaData.getColumnCount();i++){
System.out.printf("%-12s\t",rsMetaData.getColumnName(i));
}
System.out.println();
//所有内容。
while (resultSet.next()){
for(int i =1;i<=rsMetaData.getColumnCount();i++){
System.out.printf("%-12s\t",resultSet.getObject(i));
}
System.out.println();
}
//4.关闭链接，释放资源。
connection.close();
}
}
（二）本章总结
