MYSQL六、存储引擎的认识

news2024/11/15 19:33:53

一、存储引擎

1、MySQL体系结构

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连接层：最上层是一些客户端和链接服务，包含本地sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于TCP/IP的通信。主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。
服务层：第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序，是否利用索引等，最后生成相应的执行操作。如果是select语句，服务器还会查询内部的缓存，如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。
引擎层：存储引擎层，存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。数据库中的索引是在存储引擎层实现的。
存储层：数据存储层，主要是将数据(如: redolog、undolog、数据、索引、二进制日志、错误日志、查询日志、慢查询日志等)存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

和其他数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要体现在存储引擎上，插件式的存储引擎架构，将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

2、存储引擎简介

存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式。
存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。我们可以在创建表的时候，来指定选择的存储引擎，如果没有指定将自动选择默认的存储引擎。
- 一个数据库下的多张表可以选择不同的存储引擎

2.1、在创建表时可以指定存储引擎

语法：

 CREATE TABLE  表名(
字段1  字段1类型   [ COMMENT  字段1注释 ] ,
 ......
字段n  字段n类型   [COMMENT  字段n注释 ] 
) ENGINE = INNODB   [ COMMENT  表注释 ] ;

-- ENGINE = INNODB ; 这段代码就是指定存储引擎为Innodb

2.2、查看当前数据库所支持的引擎

语法：

show engines;

查询建表语句的语法：

-- 查询建表语句的语法：
show create table 表名;

3、存储引擎的特点

3.1、InnoDB存储引擎的特点

介绍: InnoDB是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎，在 MySQL 5.5 之后，InnoDB是默认的 MySQL 存储引擎。
InnoDB的特点：
- DML操作遵循ACID模型，支持事务；
  - DML（Data Manipulation Language(数据操作语言)，用来对数据库中表的数据记录进行增、删、改操作。）、ACID（事务的四大特性）
- 行级锁，提高并发访问性能；
- 支持外键FOREIGN KEY约束，保证数据的完整性和正确性；
InnoDB所涉及到的磁盘文件：
- xxx.ibd：xxx代表的是表名，innoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件，文件里面存储该表的表结构（frm-早期的、sdi（新版的8.0开始））、数据和索引。
  - 参数：innodb_file_per_table （决定是多张表共用一个表空间文件还是一张表对应一个表空间文件）
    - 目前mysql8.0的版本这个参数默认是打开的，也就是说每个表对应一个表空间文件。（如果该参数开启，代表对于InnoDB引擎的表，每一张表都对应一个ibd文件。）
查看innodb_file_per_table 参数的指令：

 show variables  like 'innodb_file_per_table';

ibd文件是基于二进制存储的，不能直接基于记事本打开，我们可以使用mysql提供的一个指令 ibd2sdi ，通过该指令就可以从ibd文件中提取sdi信息，而sdi数据字典信息中就包含该表的表结构。

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6. InnoDB的逻辑存储结构

图的结构说明：
- 表空间(Tablespace) : InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层，ibd文件其实就是表空间文件，在表空间中可以包含多个Segment段。
- 段(Segment) : 表空间是由各个段组成的，常见的段有数据段、索引段、回滚段等。InnoDB中对于段的管理，都是引擎自身完成，不需要人为对其控制，一个段中包含多个区。
- 区(Extent) : 区是表空间的单元结构，每个区的大小为1M。默认情况下， InnoDB存储引擎页大小为16K，即一个区中一共有64个连续的页。
- 页(Page) : 页是组成区的最小单元，页也是InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为16KB。为了保证页的连续性，InnoDB存储引擎每次从磁盘申请4-5个区。
- 行(Row) : InnoDB存储引擎是面向行的，也就是说数据是按行进行存放的，在每一行中除了定义表时所指定的字段以外，还包含两个隐藏字段(看SQL优化部分)。

3.2、 MyISAM存储引擎的特点

MyISAM：MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎
特点：
- 不支持事务，不支持外键
- 支持表锁，不支持行锁
- 访问速度快
MyISAM存储引擎所涉及到的磁盘文件：
- xxx.sdi：存储表结构信息
- xxx.MYD: 存储数据
- xxx.MYI: 存储索引

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3.3、 Memory存储引擎的特点

介绍：Memory引擎的表数据时存储在内存中的，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。
特点：
- 数据是在内存存放（访问速度快）
- 支持hash索引（默认）
Memory存储引擎所涉及到的磁盘文件：
- xxx.sdi：只存储表结构信息（之所以只有一个sdi文件，是因为它的数据都是存放在内存当中的）

3.4、InnoDB、MyISAM、Memory三个存储引擎的区别和特点：

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面试题:

InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别 ?
- ①. InnoDB引擎, 支持事务, 而MyISAM不支持。
- ②. InnoDB引擎, 支持行锁和表锁, 而MyISAM仅支持表锁, 不支持行锁。
- ③. InnoDB引擎, 支持外键, 而MyISAM是不支持的。

主要是上述三点区别，当然也可以从索引结构、存储限制等方面，更加深入的回答。

4、存储引擎选择

存储引擎没有好坏之分，只有合不合适。
在选择存储引擎时，应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统，还可以根据实际情况选择多种存储引擎进行组合。
- InnoDB: 是Mysql的默认存储引擎，支持事务、外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询之外，还包含很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。
- MyISAM ：如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。（这个数据引擎基本不会再使用了，已经被NoSql数据库的Mongodb数据库所替代了）
- MEMORY：将所有数据保存在内存中，访问速度快，通常用于临时表及缓存。MEMORY的缺陷就是对表的大小有限制，太大的表无法缓存在内存中，而且无法保障数据的安全性。（这个数据引擎基本不会再使用了，已经被NoSql数据库的Redis数据库所替代了）