本书立足行业发展前沿，为推进相关课程教学改革、响应应用型高校的教学需求而编写。在系统梳理数据库相关知识的基础之上，进一步介绍了大型数据库在工程实践中的设计、应用与管理技术，内容包括大型关系型数据库MySQL、数据库安全管理、数据库编程、新型分布式HTAP数据库、数据库高可用性等。本书凝聚了编者多年的研究成果和教学经验，内容新颖，论述严谨，概念讲解清楚，语言通俗易懂，案例丰富。 本书既适合作为应用型高校计算机科学与技术及相关专业学生学习数据库应用的教材，也适合作为技术爱好者的参考书。

徐龙琴，仲恺农业工程学院教授、硕士生导师，现任广东省高校智慧农业工程技术研究中心副主任，广东省高校智慧农业科技创新团队负责人，广东省“千百十工程”校级重点培养对象，广东省科技特派员，国家自然科学基金项目函评专家，广东省重大科技计划项目评审专家，CCF会员。从事计算机科学与技术教学科研工作二十余年，长期致力于大数据、人工智能、智能信息处理、数据挖掘及数据库安全等领域研究。在数据库技术研究方面，形成了覆盖数据库安全控制、数据仓库及数据挖掘等多个方向的系统成果：在权威期刊发表多篇论文，系统构建了数据库安全三层次框架；创新性地提出基于小波变换（DWT）的数据库鲁棒性盲水印算法及基于多维云模型的关系数据库数字水印算法，有效提升了数据库安全防护能力；在高校决策支持系统研究中，提出将数据库、模型库、方法库有机结合的整体方案。主持国家基金面上项目、广州市重点研发计划项目、广东省普通高校创新团队项目等10余项，近年来以第一作者身份发表学术论文近80篇，其中SCI收录20余篇、EI收录10余篇，授权专利40多项，获得软件著作权50项。研发成果荣获广东省科学技术二等奖和三等奖，广东省农业技术推广奖一等奖和二等奖，广东省计算机学会科学技术一等奖、二等奖、三等奖，广东省计算机学会优秀论文二等奖和三等奖，广东省教学成果奖一等奖和二等奖，校级教学成果一等奖，教学质量优秀奖等各类奖项30多项。主讲“数据库原理及应用”“数据库技术”“大型数据库”等数据库核心课程，长期开展数据库课程群建设与教学改革研究，致力于以创新能力为核心的数据库人才培养。
王晶，仲恺农业工程学院人工智能学院网络工程专业负责人，物联网工程系副主任，骨干教师。CCF会员，CCF物联网专委会委员，教育部论文抽检评审专家，广东省农协人才库专家。曾任中国移动广东公司移动云DBA、数据中心专家、云计算产品主管，从事云计算、数据库相关工作10余年，具有丰富的IT行业经验。拥有中级工程师职称，获得Oracle OCP认证（MySQL）、TiDB PCTA数据库专家认证、TiDB认证讲师、GBase GDCA数据库专家认证、数据中心CDCP专家认证、工信部云计算高级架构师等多项行业领域专家认证。承担了移动云管理系统集团级数据库建设运维规范编制工作；多次荣获中国移动集团“双创”奖、广东移动创新奖、年度创新个人等多个奖项。发表国内核心期刊论文多篇、团队共同申报发明专利3项、实用新型专利6项，对数据库、大数据以及云计算技术有较深入的研究。主讲“数据库原理及应用”“大型关系数据库应用”“数据库优化技术”“数据库高级应用”等数据库核心课程，长期开展数据库课程体系建设与教学改革研究，致力于以应用创新为核心的数据库人才培养，获得校级中青年教师教学竞赛优秀奖、教学质量优秀奖、课程思政优秀案例等荣誉。主持完成教育部协同育人教学改革项目2项、校级教学改革项目1项。指导学生申请软著2项，获“大唐杯”全国三等奖、华为ICT竞赛广东省一等奖、广东省大学生计算机设计大赛三等奖、“蓝桥杯”广东省三等奖等多个奖项。

目　　录
前言
第1章　数据库系统概述　1
1.1　数据库系统　2
1.1.1　数据与信息　2
1.1.2　数据的存储单元　3
1.1.3　数据库系统的构成　6
1.1.4　数据库系统的特点　8
1.2　数据库类型　8
1.2.1　按数据模型分类　8
1.2.2　按技术架构分类　12
1.2.3　按应用类型分类　15
1.3　数据库发展趋势　17
1.3.1　主流数据库的发展历史与现状　17
1.3.2　国产数据库的崛起　17
1.4　本章小结　19
1.5　思考与练习　20
第2章　大型关系型数据库MySQL　21
2.1　MySQL数据库的特性与应用　22
2.1.1　MySQL的主要特性　22
2.1.2　MySQL的主流版本与分支　24
2.1.3　MySQL的主要应用领域　26
2.2　MySQL数据库的逻辑架构　28
2.2.1　查询语句在数据库中的处理过程　28
2.2.2　客户端层　29
2.2.3　SQL层　30
2.2.4　存储引擎层　32
2.2.5　物理文件层　32
2.3　存储引擎　33
2.3.1　存储引擎概述　33
2.3.2　MyISAM存储引擎的特性与使用　34
2.3.3　InnoDB存储引擎的特性与使用　36
2.3.4　MyISAM与InnoDB的对比　38
2.3.5　其他存储引擎　39
2.3.6　存储引擎的转换　41
2.4　InnoBD存储引擎体系结构　45
2.4.1　缓冲池　48
2.4.2　InnoDB缓冲池的主要参数管理　51
2.4.3　更改缓冲　53
2.4.4　自适应哈希索引　56
2.4.5　重做日志缓冲　56
2.4.6　两次写缓冲　61
2.5　InnoDB后台线程　63
2.5.1　InnoDB主线程　63
2.5.2　InnoDB的I/O线程　67
2.5.3　InnoDB脏页刷新线程　68
2.5.4　InnoDB Purge线程　69
2.6　Linux环境下MySQL的安装、启动、
关闭与连接　71
2.6.1　通过RPM包安装MySQL　71
2.6.2　通过二进制包安装MySQL　76
2.6.3　通过源码编译安装MySQL　77
2.6.4　MySQL的连接与关闭　82
2.6.5　删除MySQL服务　84
2.7　本章小结　84
2.8　思考与练习　85
第3章　数据库安全管理　89
3.1　权限表　89
3.1.1　information_schema系统库　90
3.1.2　mysql系统库　93
3.1.3　performance_schema系统库　95
3.1.4　sys系统库　101
3.2　用户管理　103
3.2.1　登录和退出数据库　103
3.2.2　创建与删除用户　105
3.2.3　修改用户密码　109
3.2.4　删除与修改用户名　110
3.3　权限管理　111
3.3.1　MySQL的权限　111
3.3.2　授予权限　113
3.3.3　查看权限　114
3.3.4　收回权限　114
3.4　数据备份概述　114
3.4.1　备份的分类　115
3.4.2　设计备份方案　126
3.4.3　管理与备份二进制日志　130
3.5　备份的恢复　133
3.5.1　恢复物理备份　134
3.5.2　恢复逻辑备份　136
3.5.3　基于时间点的恢复　137
3.5.4　其他恢复技术　138
3.5.5　备份和恢复工具　140
3.6　本章小结　141
3.7　思考与练习　142
第4章　数据库编程　144
4.1　数据库编程基础　144
4.1.1　常量　145
4.1.2　变量　146
4.1.3　运算符与表达式　148
4.1.4　流程控制语句　152
4.2　存储过程　158
4.2.1　存储过程概述　158
4.2.2　创建存储过程　159
4.2.3　调用存储过程　160
4.2.4　删除存储过程　162
4.2.5　查看存储过程　162
4.3　创建和调用存储函数　164
4.3.1　创建存储函数　165
4.3.2　调用存储函数　166
4.3.3　查看存储函数　166
4.4　游标　168
4.4.1　游标的概念与作用　168
4.4.2　游标的使用方法　169
4.4.3　错误处理程序　171
4.5　触发器　172
4.5.1　创建触发器　173
4.5.2　查看触发器　174
4.5.3　删除触发器　176
4.6　本章小结　176
4.7　思考与练习　177
第5章　新型分布式HTAP数据库　180
5.1　分布式NewSQL数据库TiDB架构　180
5.1.1　TiDB架构概述　181
5.1.2　TiDB Server　184
5.1.3　SQL语句的执行流程　192
5.1.4　TiKV　201
5.1.5　Placement Driver　202
5.1.6　TiDB的新特性　209
5.2　分布式事务的同步机制与实现　216
5.2.1　分布式事务　216
5.2.2　多版本并发控制　225
5.2.3　基于Raft算法的分布式一致性
保持　228
5.2.4　分布式事务的Coprocessor　237
5.3　HTAP概述与实现　238
5.3.1　TiDB HTAP架构概述　 238
5.3.2　TiFlash原理与实现　240
5.3.3　HTAP核心技术MPP　246
5.4　TiDB相关生态组件　250
5.5　本章小结　250
5.6　思考与练习　251
第6章　数据库高可用性　254
6.1　高可用性的内涵与实现　255
6.1.1　高可用性的内涵　255
6.1.2　如何实现数据库高可用性　263
6.2　基于复制的高可用架构与容灾方案　268
6.2.1　基于复制的高可用架构特性
分析　268
6.2.2　主流容灾方案分析　271
6.3　PXC高可用解决方案　274
6.3.1　PXC概述　274
6.3.2　PXC的实现原理　274
6.3.3　PXC的优缺点　277
6.3.4　PXC中的重要概念　279
6.3.5　PXC状态监控　280
6.3.6　PXC的适用场景　280
6.4　基于MHA的MySQL自动故障
转移集群　282
6.4.1　MHA简介　282
6.4.2　MHA原理　282
6.4.3　MHA的优缺点　285
6.4.4　MHA工具包的功能　285
6.5　MGR集群　286
6.5.1　MGR概述　286
6.5.2　MGR基本原理　287
6.5.3　MGR服务模式　290
6.5.4　MGR监控　291
6.5.5　MGR应用　292
6.6　Keepalived+双主复制高可用架构　293
6.6.1　Keepalived+双主复制高可用
架构简介　293
6.6.2　Keepalived简介　295
6.7　本章小结　297
6.8　思考与练习　298
附录　300
参考文献　305