[沫忘录]MySQL InnoDB引擎

news2024/10/7 18:24:47

[沫忘录]MySQL InnoDB引擎

逻辑存储结构

InnoDB采用 “表、段，区， 页、行” 这样的层级结构进行存储。

请添加图片描述

  • **表空间(tablespace)**ibd文件，主要用于存储记录、索引等数据，一个mysql实例可有多个表空间，甚至能通过innodb_file_per_table此参数为每张表都申请一个表空间。

  • 段(segment)，分为数据段(leaf node segment)，索引段(Non-leaf node segment)和回滚段(rollback segment)。
    Innodb的所有数据是基于索引组织的，所以数据段即B+树的叶子节点，索引段即为B+树的非叶子节点。

  • 区(extent)，表空间的单元结构，每个区大小为1M。默认情况下，InnoDB储存引擎页的大小为16K，即一个区中有64个空间连续的页。

  • 页(page)，InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页默认16KB。 为了保证页的连续性以提高磁盘IO的效率，InnoDB储存引擎每次先从磁盘申请4-5个区。
    表中的记录和索引这些数据都是在页中存储的。

  • (row)，InnoDB储存引擎数据即按行进行存放的，即行里可以存储多个字段。

    row中有三个隐藏字段：

    • Trx_id(DB_TRX_ID) 记录修改某条记录的事务的Id
    • Roll_pointer(DB_ROLL_PTR) 每次对某条记录进行修改时，都会将旧版本记录写入undo log日志中。这个字段如指针般指向该旧记录的地址。
    • row_id(DB_ROW_ID) 当表结构没有指定主键时，便会自动生成该字段，以作为隐藏主键。

架构

内存结构

  • buffer pool: 缓冲池是主内存中的一个区域, 里面缓存从磁盘读取的数据。再执行增删改查时，会先操作缓冲池中的数据(如若缓冲池没有，则从磁盘中加载数据到内存中)。当数据操作完成后，不会立即写入磁盘，而是以固定频率将已操作的数据同时写回磁盘，降低磁盘IO。

    缓冲区以Page页为单位，底层采用链表数据结构管理Page。而page主要分为3类：

    • free page: 空闲page, 未曾使用。
    • clean page: 被使用page, 数据没有被修改过。
    • dirty page: 脏页, 被使用的page，数据有被修改过，与磁盘数据不一致。

  • change Buffer: 更改缓冲区(主要针对于非唯一二级索引页，这些数据如果直接从磁盘中查找并读取到buffer pool中，效率是非常低的)。在执行DML语句时，如果这些数据Page没有在buffer page中，则不会直接操作磁盘，而是将数据变更这一操作缓存在change buffer中，当执行DQL语句时会顺便将所需数据读取到buffer pool中时，再对相应数据进行merge操作。

  • adaptive hash index: 自适应hash索引, 用于优化对buffer pool数据的查询。当数据能够使用hash索引时, innoDB储存引擎能够自动将B+树索引优化为hash索引，所以称其为自适应hash。

    设置参数： adaptive_hash_index

  • log buffer: 日志缓冲区，用来保存要写入到磁盘中的log日志数据(redo log、undo log)，默认大小为16M，日志缓冲区的日志会定期刷新到磁盘中。如果需要增删改的事务有许多行，则增加日志缓冲区可以减少log buffer溢出而产生的磁盘IO。

    设置参数：

    innodb_log_buffer_size：缓冲区大小

    innodb_flush_log_at_trx_commit: 日志刷新到磁盘时机

    1: 日志在每次事务提交时写入并刷新到磁盘。

    0: 每秒将日志写入并刷新到磁盘一次。

    2: 日志在每次事务提交后写入，并每秒刷新到磁盘一次。

磁盘结构

  • system tablespace: 系统表空间是change buffer的存储区域。如果表是在系统表空间而不是在每个表文件或通用表空间中创建，它可能包含表和索引数据。

    change buffer的额外说明： 当InnoDB处于空闲或即将关闭时，才会将change buffer上的数据更改合并到buffer pool，为防止系统或change buffer崩溃，innodb引擎会定期将change buffer中的数据持久到系统表空间。当然如果系统崩溃时，change buffer中的数据还没有写入系统表空间，那么change buffer中数据就从redo log中恢复。

  • file-per-table tablespace: 每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引，并储存在文件系统上的单个数据文件中。

    设置参数：innodb_file_per_table

  • general tablespace: 通用表空间，需要通过create tablespace语法创建通用表空间。而后在创建表时，可以指定该表空间。

    #创建表空间
create tablespace 表空间名 add datafile '表空间储存的文件(.ibd文件)' engine = innodb

#使用表空间
create table ... tablespace 表空间名;

  • undo tablespace: 撤销表空间，MySQL实例在初始化时会自动创建这两个默认的undo表空间，用于储存undo log日志。

  • temporary tablespaces: innndb使用会话临时表空间和全局临时表空间来储存用户创建的临时表等数据。

  • double buffer files: 双写缓冲区，innodb引擎将数据页从buffer pool刷新到磁盘前，先将数据写入双写缓冲区文件中，使系统异常时便于恢复。(储存在.dblwr文件中)

  • redo log: 重做日志, 是实现事务持久性的关键。该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo log)。当事务提交后会将缓存中的所有修改日志信息储存到该日志中去。用于在刷新脏页到磁盘时发生错误时，进行数据的恢复。

后台线程

  • master thread: 核心后台线程，负责调度其他线程，还负责将缓冲区的数据同步到磁盘中，保持数据的一致性，还包括脏页的刷新，合并插入缓存，undo页的回收。

  • IO thread: 在InnoDB储存引擎中大量使用了AIO(异步非阻塞IO)来处理IO请求，这样能极大得提高数据库的性能，而IO thread主要负责这些IO请求的回调。

    请添加图片描述

  • purge thread: 主要用于回收事务已经提交了的undo log。在事务提交后undo log便可能不在用了，故使用该线程进行回收。

  • Page Cleaner Thread: 协助Master thread刷新脏页到磁盘的线程，它可以减轻Master Thread的工作压力，减少阻塞。

事务原理

事务有4个特性：原子性，一致性，持久性和隔离性。其中原子性、一致性和持久性依赖于redo.log和undo.log文件，而隔离性则依赖于锁和MVCC。

redo log

重做日志，记录事务提交时数据页的物理修改，主要用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成：重做日志缓冲(redo log buffer)以及重做日志文件(redo log file),前者于内存中，后者于磁盘中。

每当事务提交后，缓冲中的redo log会刷新到磁盘中，当在脏页刷新到磁盘发生错误时，能够根据redo log进行数据恢复，当然我们也可以每次事务提交都刷新脏页，但效率较低。因为日志采用追加写入磁盘，顺序IO效率高，而脏页刷新到磁盘则采用随机IO,效率低。

undo log

回滚日志，用于记录修改前的日志，作用包括两个：提供回滚和MVCC(多版本并发控制)。

undo log 和redo log记录物理日志不一样，它是逻辑日志。即每当执行DML语句时，它会记录一条相反的语句用于数据的恢复。

Undo log销毁：undo log在事务执行时产生，事务提交时，并不会立即删除undo log，因为这些日志可能还用于MVCC。

Undo log储存：undo log采用端的方式进行管理和记录，存放在回滚段中，内含1024个undo log segment。

MVCC多版本并发控制

MVCC全称Multi-Version Concurrency Control，多版本并发控制。指维护一个数据的多个版本，使读写操作没有冲突，其中快照读操作为MySQL实现MVCC提供了一个非阻塞读功能。

快照读：简单的select（不加锁）即快照读，读取的是记录数据的可见版本，有可能是历史数据，不加锁的非阻塞读。

  • Read Committed: 每次select，都生成一个快照读。
  • Repeatable Read: 开启事务后第一个select语句才是快照读的地方。
  • Serializable: 快照读会退化成当前读。

当前读：读取当前最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。加锁读，DML语句都是当前读。

MVCC的具体实现，还要依赖于数据库记录中的三个隐式字段，undo log日志和readView。

隐藏字段

即之前提到的row中的三个隐藏字段。
其中 DB_TRX_ID和DB_ROLL_PTR是实现MVCC的关键。

undo log版本链

当insert的时候，产生的undo log日志只在回滚时需要，在事务提交后，可立即删除。

而update、delete的时候，产生的undo log日志不仅在回滚时需要，在快照读时也需要，因此不会立即删除。

请添加图片描述

不同事务或相同事务对同一条记录进行修改，会导致该记录的undo log生成一条记录版本链表，链表的头部是最新的旧记录，链表的尾部是最早的旧记录。

readview

ReadView(读视图)是快照读SQL执行时MVCC提取数据的依据，记录并维护系统当前活跃的事务(未提交的)id。
每个事务在执行第一条select语句时会生成对应的readview

ReadView中包含四个核心字段：

  • m_ids：当前活跃的事务ID集合
  • min_trx_id：最小活跃事务ID
  • max_trx_id：预分配事务ID，当前最大事务ID+1（事务自增）
  • creator_trx_id：ReadView创建者的事务ID

版本数据访问规则

我们通常会使用trx_id进行来判断读事务该读取哪条记录。
trx_id 即undo_log中最新记录的DB_trx_id（最后一次进行数据修改的事务id）

tip: 当没有显示声明事务时，DML语句会隐式的创建事务id

  • trx_id == creator_trx_id 当前记录数据是本事务修改，可以读取该记录
  • trx_id < min_trx_id 当前记录数据对应事务的已提交，可以读取该数据。
  • trx_id > max_trx_id 当前记录数据是在readview生成之后记录到undo_log日志中的，不能访问该记录。
  • trx_id 不在m_ids集合中，且以上条件都不满足，则说明该记录对应的事务已提交，可以读取该记录数据。

如果当前记录不能读，那么就会根据回滚指针查找上一个版本的记录进行以上判断。

不同的隔离级别，生成的ReadView的时机不同：

  • READ COMMITTED：在事务中每执行一次快照读时都会生成ReadView。

  • REPEATABLE READ：仅在事务中第一次执行快照读时生成ReadView，后续复用该ReadView。

MySQL管理

系统数据库

  • mysql 储存MySQL服务器正常运行所需要的各种信息(时区，主从，用户，权限等)。
  • information_schema 提供了访问数据库元数据的各种表和视图，包含数据库，表，字段类型及访问权限等。
  • performance_schema 为mysql服务器提供一个底层监控功能，主要用于收集数据库服务器性能参数和mysql运行时的运行状态(比如锁，二进制日志等)。
  • sys 包含了一系列方便DBA和开发人员利用performance_schema性能数据库进行性能调优和诊断的视图。

MySQL客户端工具

命令行SQL执行参数

在命令终端上，在启动mysql时可以使用**-e**参数直接执行SQL语句，而不用进入mysql客户端执行。对于一些批处理脚本，这种方式尤其方便。

mysql [option] 数据库名 -e 待执行SQL语句

mysqladmin

mysqladmin是一个执行管理操作的客户端程序。可以用它来检查服务器的配置和当前状态、创建并删除数据库等

mysqladmin –help 查看命令帮助文档

使用该工具时，需要连接mysql，因此要使用-u，-p参数
-u 指定连接mysql的用户

-p 指定连接mysql的密码

create 数据库名 创建数据库

drop 数据库名 删除指定数据库

mysqlbinlog

由于服务区生成的二进制日志文件以二进制格式保存，所以如果想要检查这些文本的文本格式。就会使用到mysqlbinlog日志管理工具。

mysqlbinlog [options] log-file1 [log-file2...]
option:
-d 数据库名		#指定待操作的数据库名称
-o offset	   #忽略掉日志中的前n行
-f file_name   #将输出文本输出到指定文件
-s 			   #只显示简单格式信息，省略掉一些信息
--start-datetime=开始时间 --stop-datetime=结束时间  #指定日期间隔内的所有日志
--start-position=起始位置 --stop-position=解锁位置  #指定位置间隔内的所有日志
mysqlshow

mysqlshow客户端对象查找工具，用来很快地查找存在哪些数据库，表，字段或索引

终端使用该工具仍需要-u，-p参数

mysqlshow [options][db_name][table_name][col_name]
--count		#显示数据库及表的统计信息(数据库，表均可不指定)
-i			#显示指定数据库或指定表的状态信息
mysqldump

mysqldump客户端工具主要用来备份数据库或在不同数据库间进行数据迁移。
备份内容会包含创建表及插入表的SQL语句。

#语法
#备份数据库或里面的指定表
mysqldump [options] db_name [table...] [> 备份目标SQL文件]
#备份整个数据库
mysqldump [options] --database/-B db1[db2...] [> 备份目标SQL文件]
#备份当前连接里所有数据库
mysqldump [options] --all-databases/-A [> 备份目标SQL文件]

#连接选项：
-u usename		#指定用户名
-p password		#指定密码
-h host			#指定服务器id或域名
-p port			#指定连接端口
#输出选项：
--add-drop-database	#在创建数据库前删除旧数据库
--add-drop-table	#在创建表前删除旧表，默认开启，关闭加
--skip-add-drop-table
-n					#不包含数据库的创建语句
-t					#不包含表的创建语句
-d					#不包含数据，即有生成表结构的语句
-T 备份目标目录		#自动生成两个文件，一个建表的.sql文件，一个包含数据的.txt文件
mysqlimport/source
#通过txt文件导入数据(和mysqldump保存的txt文件格式一致),命令行终端执行
mysqlimport [option] 导入目标数据库 数据文本文件
#示例
mysqlimport -uroot -p2143 testdb /mysql信任目录/city.txt

#通过sql文件建表和导入数据, mysql终端执行
source /root/xxx.sql

两个文件，一个建表的.sql文件，一个包含数据的.txt文件


#### mysqlimport/source

```bash
#通过txt文件导入数据(和mysqldump保存的txt文件格式一致),命令行终端执行
mysqlimport [option] 导入目标数据库 数据文本文件
#示例
mysqlimport -uroot -p2143 testdb /mysql信任目录/city.txt

#通过sql文件建表和导入数据, mysql终端执行
source /root/xxx.sql

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1792063.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

.NET周刊【6月第1期 2024-06-02】

.NET周刊【6月第1期 2024-06-02】

国内文章 一文带你了解.NET能做什么&#xff1f; https://www.cnblogs.com/Can-daydayup/p/18214473 .NET是一个免费、开源、跨平台的开发平台框架&#xff0c;广泛应用于桌面、Web、移动、云服务、游戏、物联网、大数据和人工智能等领域开发。它支持C#、Visual Basic、F#等…
阅读更多...
SSL代码签名最佳实践

SSL代码签名最佳实践

代码签名就是软件发布者使用全球可信的证书颁发机构CA颁发的代码签名证书对软件代码进行签名&#xff0c;由此来验证软件开发者的真实身份&#xff0c;确保软件代码的完整性和可信任性。然而&#xff0c;攻击者一直试图渗透代码签名&#xff0c;意将恶意软件嵌入可信代码中。由…
阅读更多...
finalshell刚连上就断，这个参数你注意到了吗

finalshell刚连上就断，这个参数你注意到了吗

在实际应用中可能一不下心弄错一个参数就会让你的finalshell刚连上就断&#xff0c;如下图所示。 1、进入ssh目录下&#xff0c;修改ssh_config文件 2、修改UseDNS no,并把前面的#去掉。 注&#xff1a;如果在ssh_config文件见不到UseDNS yes ,可以打开sshd_config,他们是在…
阅读更多...
视频怎么压缩变小？推荐三个压缩方法

视频怎么压缩变小？推荐三个压缩方法

视频怎么压缩变小&#xff1f;在数字时代&#xff0c;视频已成为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。然而&#xff0c;随着视频质量的提升&#xff0c;视频文件的大小也随之增加&#xff0c;这给存储和分享带来了不小的挑战。幸运的是&#xff0c;市面上有许多视频压缩软件…
阅读更多...
Java学习笔记 集合的使用

Java学习笔记 集合的使用

在实际的项目中开发过程中&#xff0c;会有很多的对象&#xff0c;如何高效、方便的管理这些对象&#xff0c;是影响程序性能与可维护性的重要环节。在Java语言中为这个问题提供了一套完美的解决方案&#xff0c;也就是接下来要介绍的集合框架。 1.1 集合框架的结构 从Collect…
阅读更多...
什么是 Batch Normalization 批标准化和全连接层

什么是 Batch Normalization 批标准化和全连接层

Batch Normalization 神经元在经过激活函数之后会处于饱和状态&#xff0c;无论后续怎么变化都不会再起作用。 每一层都会进行batch normalization的处理&#xff01; without normalization 会导致数据分布再饱和区 全连接层&#xff1a; 全连接层(fully connected layers&a…
阅读更多...
DPDK基础组件一（mbuf、ring、pktmbuf_pool)

DPDK基础组件一（mbuf、ring、pktmbuf_pool)

一、rte_mbuf 此部分转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/616314276 1.mbuf结构 mbuf是报文中的描素的结构体，是整个转发过程中最核心的数据结构之一。主要针对于mbuf的常用API与基本原理做一个简单的介绍。 mbuf：报文内存存储结构，存储在mempool中mempool：使用环形缓冲…
阅读更多...
【kubernetes】k8s集群中的ingress（对外服务）规则详解

【kubernetes】k8s集群中的ingress（对外服务）规则详解

目录 一、Ingress 简介 1.1service的作用 1.2外部访问方案 (四种&#xff09;&#x1f339;&#x1f339;&#x1f339; 部署externalIPs 1.3Ingress 是什么 二、Ingress 组成&#x1f339;&#x1f339;&#x1f339; 三、Ingress 工作原理&#x1f431;&#x1f…
阅读更多...
一维时间序列信号的小波时间散射变换（MATLAB 2021）

一维时间序列信号的小波时间散射变换（MATLAB 2021）

小波散射变换的目的在于获取第一层次的特征信息&#xff0c;即免疫平移、轻微形变的信息。而低通的滤波器能够获取输入信号的概貌&#xff0c;获取反映其整体大尺度特征的信息&#xff0c;以图像为例&#xff0c;由低通滤波器选取的信号对于图像的平移、伸缩、旋转等局部变化有…
阅读更多...
【QT5】＜总览二＞ QT信号槽、对象树及样式表

【QT5】＜总览二＞ QT信号槽、对象树及样式表

文章目录 前言 一、QT信号与槽 1. 信号槽连接模型 2. 信号槽介绍 3. 自定义信号槽 二、不使用UI文件编程 三、QT的对象树 四、添加资源文件 五、样式表的使用 六、QSS文件的使用 前言 承接【QT5】&#xff1c;总览一&#xff1e; QT环境搭建、快捷键及编程规范。若存…
阅读更多...
计算机发展史 | 从起源到现代技术的演进

计算机发展史 | 从起源到现代技术的演进

computer | Evolution from origins to modern technology 今天没有参考资料哈哈 PPT&#xff1a;&#xff08;评论区&#xff1f;&#xff09; 早期计算工具 算盘 -算盘是一种手动操作的计算辅助工具&#xff0c;起源于中国&#xff0c;迄今已有2600多年的历史&#xff0c;是…
阅读更多...
告别鼠标：蓝牙无线安卓模拟鼠标，绘图板，手写板操作电脑PC端,卡卡罗特也说好，儿童节快乐

告别鼠标：蓝牙无线安卓模拟鼠标，绘图板，手写板操作电脑PC端,卡卡罗特也说好，儿童节快乐

家人们&#xff0c;上链接了&#xff1a;https://download.csdn.net/download/jasonhongcn/89387887 横屏模式&#xff1a; 竖屏模式&#xff1a; 操作说明&#xff1a; 1. 手势滑动模拟鼠标移动 2. 界面如果有滚动条&#xff0c;右手指按紧&#xff0c;通过左手指移动实现…
阅读更多...
智慧医疗新纪元：可视化医保管理引领未来

智慧医疗新纪元：可视化医保管理引领未来

在数字化浪潮席卷全球的今天&#xff0c;我们的生活正在经历前所未有的变革。其中&#xff0c;智慧医保可视化管理系统就像一股清新的风&#xff0c;为医疗保障领域带来了全新的活力与可能。 想象一下&#xff0c;在繁忙的医院里&#xff0c;患者和家属不再需要为了查询医保信息…
阅读更多...
适合航天航空的国产FTP替代软件

适合航天航空的国产FTP替代软件

在宇宙探索的旅程中&#xff0c;航空和航天领域总是站在科技的最前沿&#xff0c;对数据传输的要求特别高。随着信息量急剧增加和安全威胁的复杂化&#xff0c;传统的FTP软件已经不能满足这个高端领域的需要了。因此&#xff0c;找到一款适合航空和航天领域的FTP替代软件&#…
阅读更多...
SQLServer 查询指定数据库名和表名及表结构等

SQLServer 查询指定数据库名和表名及表结构等

查询当前数据库中所有表名&#xff0c;不用指定数据库&#xff0c;选中某数据库直接执行SQL就好 -- U:所有用户表名; S:所有系统表名;V:所有视图表名 SELECT name FROM sysobjects WHERE xtypeU OR xtypeS OR xtypeV 查询指定数据库数据库中所有表名&#xff0c; SELECT TAB…
阅读更多...
ad18学习笔记21：焊盘设置Paste Mask Expansion（锡膏层延伸）

ad18学习笔记21：焊盘设置Paste Mask Expansion（锡膏层延伸）

在pcb上放置焊盘的时候&#xff0c;可以对焊盘进行设置&#xff0c;可以用默认的规则&#xff0c;可以用自定义的规则&#xff0c;网上很少看到自定义的规则怎么用。 参考了官方的说明文档&#xff0c;我只是稍微补充了一下 paste mask与solder mask有哪些区别_paste mask与s…
阅读更多...
【30天精通Prometheus：一站式监控实战指南】第10天：blackbox_exporter从入门到实战：安装、配置详解与生产环境搭建指南，超详细

【30天精通Prometheus：一站式监控实战指南】第10天：blackbox_exporter从入门到实战：安装、配置详解与生产环境搭建指南，超详细

亲爱的读者们&#x1f44b;   欢迎加入【30天精通Prometheus】专栏&#xff01;&#x1f4da; 在这里&#xff0c;我们将探索Prometheus的强大功能&#xff0c;并将其应用于实际监控中。这个专栏都将为你提供宝贵的实战经验。&#x1f680;   Prometheus是云原生和DevOps的…
阅读更多...
isp效果库相关参数——镜像翻转

isp效果库相关参数——镜像翻转

前言 之前一直比较忙着接触新工作内容&#xff0c;所以有一段搁置期&#xff0c;但是工作中的知识点还是有一直记录的&#xff0c;只是没空发出来&#xff0c;毕竟需要先熟悉才能总结内容&#xff0c;接下来的几天会连着发布 不同的产品数据手册有着不同的叫法但是统一的意思离…
阅读更多...
怎么实现车间生产设备数据文件比传统FTP的精准快速管控？

怎么实现车间生产设备数据文件比传统FTP的精准快速管控？

在现代制造业中&#xff0c;数据管理的重要性日益凸显。车间生产设备产生的数据文件需要被精确、快速地管控&#xff0c;以确保生产效率和产品质量。传统上&#xff0c;文件传输协议&#xff08;FTP&#xff09;被广泛用于数据传输&#xff0c;但它存在一些明显的局限性。 传统…
阅读更多...
三十七、openlayers官网示例Earthquakes Heatmap解析——在地图上加载热力图

三十七、openlayers官网示例Earthquakes Heatmap解析——在地图上加载热力图

官网demo地址&#xff1a; Earthquakes Heatmap 这篇主要介绍了热力图HeatmapLayer HeatmapLayer 是一个用于在地图上显示热力图的图层类型&#xff0c;通常用于表示地理数据中的密度或强度。例如&#xff0c;它可以用来显示地震、人口密度或其他空间数据的热点区域。在这个示…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023