db2数据库教学视频教程

一、DB2数据库基础入门

1、数据库概念

定义：DB2是IBM开发的一种大型关系型数据库管理系统，支持多用户和应用程序在同一条SQL语句中查询不同database甚至不同DBMS中的数据。

特点：具有跨平台支持，可在Windows、Linux、Unix以及大型主机系统（如IBM z/OS）等多种操作系统上运行，提供广泛的跨平台兼容性。

应用场景：适用于大型企业级应用，如金融、电信、政府等行业的核心业务系统，能够处理大量数据和高并发请求。

2、安装与配置

安装前准备：根据操作系统的不同，下载相应版本的DB2安装包，并确保系统满足安装要求，如硬件配置、操作系统版本等。

安装步骤：运行安装程序，按照提示进行操作，包括选择安装路径、设置管理员密码等，安装完成后，需要进行一些初始配置，如创建数据库实例、配置监听端口等。

配置参数：了解DB2的主要配置文件，如db2sys.ini、db2cfg.ini等，掌握如何修改这些配置文件来优化数据库性能，调整内存分配参数、连接池大小等。

3、基本操作

数据库创建与删除：使用SQL语句CREATE DATABASE创建新数据库，指定数据库名称、存储路径等参数，删除数据库则使用DROP DATABASE语句，需谨慎操作，以免误删重要数据。

表的创建与管理：通过CREATE TABLE语句创建表，定义列名、数据类型、约束条件等，创建一个员工信息表，包含员工ID、姓名、部门等字段，对表的管理操作还包括修改表结构（ALTER TABLE）、删除表（DROP TABLE）等。

数据的插入、更新与删除：使用INSERT INTO语句向表中插入数据，UPDATE语句更新已有数据，DELETE语句删除数据，向员工信息表中插入一条新员工记录，更新员工的联系方式，删除离职员工的信息等。

二、SQL语言在DB2中的应用

1、SQL语法基础

数据查询：SELECT语句是最常用的查询语句，用于从数据库中检索数据，可以指定要查询的列、表以及查询条件（WHERE子句），查询所有员工的姓名和年龄，可以使用“SELECT 姓名, 年龄 FROM 员工表”。

函数使用：DB2支持多种内置函数，如数学函数（ABS、ROUND等）、字符串函数（CONCAT、SUBSTR等）、日期函数（CURRENT_DATE、DAYS等），这些函数可以在查询、插入、更新等操作中使用，方便数据处理，使用CONCAT函数连接两个字符串字段，生成完整的地址信息。

聚合函数：常见的聚合函数有COUNT、SUM、AVG、MAX、MIN等，用于对一组数据进行统计计算，统计员工表中每个部门的员工数量（使用COUNT函数），计算员工工资的总和（使用SUM函数）等。

2、复杂查询

连接查询：包括内连接（INNER JOIN）、外连接（LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL JOIN）等，通过连接多个表，可以获取更全面的数据信息，将员工表和部门表进行内连接，查询每个员工所属部门的名称。

子查询：在一个查询语句中嵌套另一个查询语句，用于获取更精确的数据，查询工资高于公司平均水平的所有员工，可以先使用子查询计算出公司员工的平均工资，再在外部查询中使用这个结果作为条件进行筛选。

分组与排序：GROUP BY子句用于对数据进行分组，通常与聚合函数一起使用，ORDER BY子句用于对查询结果进行排序，可以指定升序或降序，按部门分组统计每个部门的员工人数，并按人数降序排列。

三、索引与性能优化

1、索引的作用

提高查询速度：索引类似于书籍的目录，可以帮助数据库快速定位数据，减少查询时的磁盘I/O操作，从而提高查询效率，在员工表中为员工ID字段建立索引后，查询特定员工的信息时，数据库可以直接通过索引找到对应的记录，而无需全表扫描。

唯一性约束：通过创建唯一索引，可以确保表中某一列或多列的数据唯一性，为员工表中的员工ID字段创建唯一索引，保证每个员工的ID都是唯一的，避免数据重复。

2、索引的类型

普通索引：基于某一列或多列的数据创建索引，加快对该列或列组合的查询速度，可以根据实际需求选择是否创建唯一索引或普通索引。

聚簇索引：确定表中数据的物理存储顺序，通常基于主键列创建，聚簇索引可以提高范围查询的性能，因为数据在物理上是按照索引顺序存储的，一个表通常只能有一个聚簇索引。

全文索引：用于对文本类型的数据进行高效搜索，适用于含有大量文本数据的列，如文章标题、内容等，全文索引可以快速查找包含特定关键词的记录。

3、性能优化策略

查询优化：分析查询语句的执行计划，找出可能存在的性能瓶颈，如不必要的全表扫描、不合理的连接顺序等，可以通过调整查询语句的结构、添加合适的索引等方式来优化查询性能。

数据库配置优化：根据服务器的硬件资源和应用的负载情况，合理调整DB2的内存分配、缓存大小、并发连接数等配置参数，增加内存分配可以提高数据库的缓存命中率，减少磁盘I/O操作。

表空间管理：合理规划和管理表空间，避免数据存储过于分散或集中在某个区域，导致I/O性能下降，可以将不同类型的数据分别存储在不同的表空间中，提高数据的访问效率。

四、存储过程与触发器

1、存储过程

概念：存储过程是一组预先编译好的SQL语句集合，存储在数据库中，可以被多次调用，它可以接收输入参数，并返回结果集或状态值。

优点：提高代码的重用性，减少网络传输的数据量，增强数据的安全性和一致性，将复杂的业务逻辑封装在存储过程中，客户端只需调用存储过程即可完成相应的操作，无需每次都传输大量的SQL语句。

创建与调用：使用CREATE PROCEDURE语句创建存储过程，定义存储过程的名称、输入输出参数、SQL语句等，调用存储过程可以使用CALL语句或在应用程序中通过编程语言调用，创建一个计算员工工资总额的存储过程，并在其他程序中调用该存储过程获取结果。

2、触发器

概念：触发器是一种特殊的存储过程，它在特定的数据库事件发生时自动执行，如插入、更新、删除操作，触发器可以用于实现数据的完整性约束、业务规则的自动执行等。

类型：包括INSERT触发器、UPDATE触发器、DELETE触发器等，当向员工表中插入一条新记录时，可以触发一个INSERT触发器，用于检查新插入的员工信息是否符合某些业务规则，如年龄是否在合理范围内等。

创建与管理：使用CREATE TRIGGER语句创建触发器，指定触发事件、触发时间（BEFORE或AFTER）、触发操作等，可以对触发器进行修改（ALTER TRIGGER）和删除（DROP TRIGGER）操作。

五、安全管理

1、用户认证与授权

用户创建与管理：使用CREATE USER语句创建新用户，为每个用户设置用户名和密码，可以通过ALTER USER语句修改用户的属性，如密码有效期、默认表空间等，删除用户则使用DROP USER语句。

权限分配：通过GRANT语句为用户授予不同的数据库权限，如SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE TABLE等权限，可以根据用户的角色和职责，合理分配权限，确保数据的安全性和完整性，为普通用户只授予查询和插入数据的权限，为管理员用户授予更多的管理权限。

角色管理：创建角色（CREATE ROLE）并将相关的权限授予角色，然后将用户添加到相应的角色中，这样可以方便地管理用户的权限，提高权限管理的效率，创建一个“财务人员”角色，为其分配与财务数据相关的权限，然后将所有的财务人员用户添加到该角色中。

2、数据加密

加密方式：DB2提供了多种数据加密方式，如透明数据加密（TDE）和列级加密，透明数据加密可以对整个数据库或表空间进行加密，保护数据的存储安全；列级加密则可以对敏感数据列进行加密，如用户密码、信用卡号等。

加密设置：启用透明数据加密需要在创建数据库或表空间时指定加密选项，并设置加密密钥，列级加密则需要在创建表时为相应的列指定加密算法和密钥，要妥善保管加密密钥，防止密钥丢失导致数据无法解密。

加密数据传输：在数据传输过程中，可以使用SSL/TLS协议对数据进行加密，确保数据在网络传输过程中的安全性，配置SSL/TLS需要生成数字证书和密钥文件，并在数据库服务器和客户端进行相应的配置。

六、备份与恢复

1、备份策略

全量备份：定期对整个数据库进行完整备份，包括所有数据文件、日志文件等，全量备份可以作为数据恢复的基础，但备份时间较长，占用较多的存储空间。

增量备份：只备份自上次备份以来发生变化的数据，可以节省备份时间和存储空间，增量备份需要结合全量备份一起使用，以便在恢复数据时能够完整地还原数据库。

日志备份：备份数据库的事务日志，用于记录数据库的变化情况，日志备份可以在短时间内完成，并且在恢复数据时可以根据日志文件将数据库恢复到故障发生前的状态。

2、备份操作

使用命令行工具：DB2提供了命令行工具db2cmd，可以使用该工具执行备份操作，使用“db2 backup db <数据库名> to <备份路径>”命令进行全量备份，使用“db2 backup db <数据库名> incremental to <备份路径>”命令进行增量备份。

图形化界面操作：一些DB2的管理工具提供了图形化界面，可以在界面上方便地进行备份操作，通过向导式的操作步骤，选择要备份的数据库、备份类型、备份路径等参数，然后点击“备份”按钮即可完成备份操作。

自动化备份任务：可以编写脚本或使用任务调度工具来自动化备份任务，按照设定的时间间隔自动执行备份操作，这样可以确保备份工作的及时性和准确性，减少人工干预的风险。

3、恢复方法

完全恢复：在数据库出现故障或数据丢失的情况下，首先使用全量备份文件进行恢复，然后根据需要应用增量备份和日志备份文件，将数据库恢复到故障发生前的最新状态，恢复操作需要在数据库停止运行的情况下进行，以确保数据的一致性。

部分恢复：如果只是部分数据丢失或损坏，可以使用相关的备份文件和日志文件进行部分恢复，如果某个表的数据被误删除，可以使用最近的增量备份或日志备份来恢复该表的数据，部分恢复可以减少恢复时间和对业务的影响。

验证恢复结果：恢复操作完成后，需要对数据库进行验证，确保数据的正确性和完整性，可以通过查询数据、检查约束条件、执行业务操作等方式来验证恢复结果是否符合预期，如果发现问题，需要及时采取措施进行修复或重新恢复。

七、常见问题解答（FAQs）

1、问题：DB2数据库有哪些常见的版本？它们之间有什么区别？

解答：DB2数据库有多种版本，常见的包括DB2 for Unix、DB2 for Windows、DB2 for AS/400、DB2 for OS/390等，这些版本在不同的操作系统平台上运行，其核心的数据管理功能基本相同，但在支持远程客户能力和分布式处理能力等方面可能有所差异，DB2 for AS/400主要用于IBM的AS/400中型机系统，针对该系统的特点进行了优化；DB2 for OS/390则是为IBM的大型主机系统设计的，还有DB2企业扩展版（DB2 Enterprise Extended Edition）等版本。

2、问题：如何在DB2中创建一个带有主键约束的表？

解答：在DB2中创建带有主键约束的表可以使用CREATE TABLE语句，并在定义列的同时指定主键约束，创建一个名为“students”的表，包含“student_id”（学生ID）、“name”（姓名）和“age”（年龄）三个字段，student_id”为主键：

     CREATE TABLE students (
       student_id INT NOT NULL PRIMARY KEY,
       name VARCHAR(50) NOT NULL,
       age INT
     );

上述语句中，“student_id INT NOT NULL PRIMARY KEY”表示定义了一个名为“student_id”的整型字段，不允许为空（NOT NULL），并将其设为主键（PRIMARY KEY），这样创建的表就具有了主键约束，保证了“student_id”字段的唯一性和非空性。