程序猿必知必会-MySQL 8.0详解与实战（完结）

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MySQL 8.0详解：程序员必知必会

MySQL 是全球最广泛使用的开源关系型数据库管理系统（RDBMS）。自MySQL 8.0版本发布以来，它带来了许多新的功能和增强，使得开发人员能够更高效地处理数据库操作。对于程序员而言，掌握MySQL 8.0的核心特性和新功能是非常重要的，因为它不仅提高了性能，还增强了安全性、易用性和可扩展性。

本文将详细介绍 MySQL 8.0 的一些关键特性和功能，帮助程序员更好地理解和使用这个强大的数据库系统。

1. 新的默认字符集：utf8mb4

在 MySQL 8.0 中，utf8mb4 成为了默认的字符集。utf8mb4 是一种更完整的 Unicode 字符集，支持更多的字符，包括 emoji 表情和其他非基本多文种平面（BMP）字符。

• 为什么更换字符集？传统的 utf8 字符集只能支持最多 3 字节的字符，而 utf8mb4 则支持最多 4 字节，能够存储更广泛的 Unicode 字符。虽然使用 utf8mb4 会稍微增加存储开销，但它的兼容性和完整性无疑是一个巨大的优势。

• 如何使用？

  • 设置数据库的字符集：CREATE DATABASE db_name CHARACTER SET utf8mb4;

  • 设置表格字符集：CREATE TABLE table_name (...) CHARACTER SET utf8mb4;

这些配置确保数据库和表格能够支持更多的字符类型，避免了字符丢失或乱码的问题。

2. 透明数据加密（TDE）

MySQL 8.0 引入了透明数据加密（TDE，Transparent Data Encryption）功能，允许数据库自动加密存储的数据。TDE 功能可帮助保护数据的机密性，防止数据在存储介质上被非法读取。

• 如何启用？TDE 可以通过启用 InnoDB 表空间加密来配置。以下是启用 TDE 的基本步骤：

  sqlSET GLOBAL innodb_encrypt_tables = ON;

  这样，当创建新的表时，它们的表空间会被加密。

• 优点：

1. 增强数据安全性：即使物理磁盘或存储介质被窃取，数据也会被加密，增加数据泄露的难度。

2. 无需修改应用程序：TDE 是透明的，即无需更改应用程序代码就可以加密数据。

3. 角色（Role）支持

MySQL 8.0 增强了用户管理功能，加入了角色的概念，使得权限管理更加简洁和高效。使用角色，程序员可以将一组权限分配给一个角色，然后将该角色赋予多个用户，而无需为每个用户单独设置权限。

• 如何创建角色？

  sqlCREATE ROLE admin_role;

• 如何给角色赋予权限？

  sqlGRANT SELECT, INSERT, UPDATE ON database_name.* TO admin_role;

• 如何分配角色给用户？

  sqlGRANT admin_role TO 'user_name'@'host';

角色使得权限管理变得更为简洁，尤其在有大量用户和复杂权限设置的环境下，极大地简化了管理工作。

4. 递归查询（WITH 子句）

MySQL 8.0 引入了对递归查询的支持，开发人员可以使用 WITH 子句（公共表表达式 CTE）来实现递归查询，这对于处理层级结构（例如组织结构、目录树等）非常有用。

• 优点：递归查询使得复杂的层级数据处理变得更加简洁和高效，避免了传统 SQL 查询中需要手动写多次自连接的麻烦。

5. JSON 数据类型与功能增强

MySQL 8.0 对 JSON 数据类型的支持得到了显著增强。它不仅支持对 JSON 类型的数据存储，还新增了许多强大的函数和操作符，能够让开发者更轻松地处理 JSON 数据。

• JSON 数据类型：MySQL 8.0 提供了原生的 JSON 数据类型，可以直接存储 JSON 格式的数据。

• 新增的 JSON 函数：

  • JSON_EXTRACT：提取 JSON 数据中的特定字段。

  • JSON_UNQUOTE：返回 JSON 字段的纯文本内容。

  • JSON_ARRAY 和 JSON_OBJECT：创建 JSON 数组和对象。

这些增强使得 MySQL 在处理 JSON 数据时更加灵活和高效，极大地提升了对非关系型数据的支持。

6. 查询优化与性能提升

MySQL 8.0 在查询优化和性能方面也做了很多改进，主要包括：

• 窗口函数（Window Functions）：MySQL 8.0 支持窗口函数，允许开发人员在查询中按指定的窗口进行计算。常见的窗口函数如 ROW_NUMBER(), RANK(), LEAD(), LAG() 等，对于需要分组、排序以及排名的场景非常实用。

• 默认执行计划缓存：MySQL 8.0 引入了默认的执行计划缓存功能，这可以减少重复查询的执行时间，提高查询效率。

• 索引优化：MySQL 8.0 对 InnoDB 引擎中的索引结构进行了优化，使得索引操作更加高效，查询速度更快。

7. 索引的隐式排序（Invisible Index）

MySQL 8.0 引入了“不可见索引”（Invisible Index）功能，程序员可以创建一个不可见的索引，使其在查询时不被使用。这样可以在不删除索引的情况下进行性能测试，或者逐步删除旧的、不再需要的索引。

• 创建不可见索引：

  sqlCREATE INDEX idx_name ON table_name(column_name) INVISIBLE;

• 如何启用不可见索引？如果想让不可见索引可见，可以通过以下命令：

  sqlALTER INDEX idx_name VISIBLE;

8. 其他增强功能

• 查询性能分析工具：MySQL 8.0 提供了 EXPLAIN ANALYZE 命令，能够详细地分析查询执行计划，帮助开发人员识别性能瓶颈。

• 用户定义的变量：MySQL 8.0 对用户定义的变量做了增强，提供了更灵活的使用方式。

• 原生支持 SQL Window Functions 和 Common Table Expressions（CTE），可以使得复杂查询的实现更加简洁。

结论

MySQL 8.0 是一个充满创新和改进的版本，它提供了更强大的性能、更高的安全性和更丰富的功能。作为程序员，掌握这些新特性将极大地提高开发效率和数据库操作的精度。

无论是在字符集管理、JSON 数据处理、权限管理，还是在查询优化、数据加密等方面，MySQL 8.0 都展示了其强大的能力。对开发人员而言，深入理解和灵活运用这些新特性，将为开发更高效、更安全的应用程序打下坚实的基础。