MySQL进阶 —— 超详细操作演示！！！（上）

news2024/10/10 8:17:51

MySQL进阶 —— 超详细操作演示！！！（上）

    • 一、存储引擎
      • 1.1 MySQL 体系结构
      • 1.2 存储引擎介绍
      • 1.3 存储引擎特点
      • 1.4 存储引擎选择
    • 二、索引
      • 2.1 索引概述
      • 2.2 索引结构
      • 2.3 索引分类
      • 2.4 索引语法
      • 2.5 SQL 性能分析
      • 2.6 索引使用
      • 2.7 索引设计原则
    • 三、SQL 优化
    • 四、视图/存储过程/触发器
    • 五、锁
    • 六、InnoDB 引擎
    • 七、MySQL 管理

一、存储引擎

1.1 MySQL 体系结构

在这里插入图片描述
1). 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。

2). 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。

3). 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。

4). 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。

1.2 存储引擎介绍

在这里插入图片描述
大家可能没有听说过存储引擎，但是一定听过引擎这个词，引擎就是发动机，是一个机器的核心组件。

  • 比如，对于舰载机、直升机、火箭来说，他们都有各自的引擎，是他们最为核心的组件。
  • 而我们在选择引擎的时候，需要在合适的场景，选择合适的存储引擎，就像在直升机上，我们不能选择舰载机的引擎一样。

而对于存储引擎，也是一样，他是mysql数据库的核心，我们也需要在合适的场景选择合适的存储引擎。接下来就来介绍一下存储引擎。

  • 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。(一个数据库有多个表，可以有多个存储引擎。)

1). 建表时指定存储引擎

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 ] ;

2). 查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

🍁 示例演示:

  • A. 查询建表语句 — 默认存储引擎: InnoDB
show create table account;

在这里插入图片描述

我们可以看到，创建表时，即使我们没有指定存储引擎，数据库也会自动选择默认的存储引擎。

  • B. 查询当前数据库支持的存储引擎
show engines ;

在这里插入图片描述

  • C. 创建表 my_myisam , 并指定 MyISAM 存储引擎
create table my_myisam(
	id int,
	name varchar(10)
) engine = MyISAM ;

在这里插入图片描述

  • D. 创建表 my_memory , 指定 Memory 存储引擎
create table my_memory(
	id int,
	name varchar(10)
) engine = Memory ;

1.3 存储引擎特点

下面介绍较为重要的三种存储引擎 InnoDB、MyISAM、Memory 的特点。

⭐️ 1.3.1、InnoDB

1). 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。

2). 特点

  • DML操作遵循 ACID 模型，支持事务；
  • 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；

3). 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，存储该表的表结构（ frm-早期的 、sdi-新版的）、数据 和 索引。
  • 参数：innodb_file_per_table
# 模糊匹配
show variables like 'innodb_file_per_table';

在这里插入图片描述

  • 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。

  • 我们直接打开MySQL的数据存放目录： C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\Data， ( ProgramData 是隐藏文件夹，设置查看隐藏文件)，
    在这里插入图片描述

  • 这个目录下有很多文件夹，不同的文件夹代表不同的数据库，我们直接打开 rmzh 文件夹。
    在这里插入图片描述

  • 可以看到里面有很多的 ibd 文件，每一个 ibd 文件就对应一张表，比如：

    • 我们有一张表 account，就有这样的一个 account.ibd 文件，而在这个 ibd 文件中不仅存放 表结构、数据，还会存放该表对应的索引信息。
    • 而该文件是基于二进制存储的，不能直接基于记事本打开，我们可以在 cmd 命令行使用 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。

在这里插入图片描述

4). 逻辑存储结构
在这里插入图片描述

  • 表空间 : 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 : 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 : 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 : 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 : 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(后面会详细介绍)。

⭐️ 1.3.2、MyISAM

1). 介绍

  • MyISAM 是MySQL早期的默认存储引擎。

2). 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

3). 文件

  • xxx.sdi：存储 表结构 信息 ( json 格式的)
  • xxx.MYD: 存储 数据
  • xxx.MYI: 存储 索引

在这里插入图片描述

  • 可以用记事本打开 xxx.sdi 文件，可以格式化查看：

在这里插入图片描述

⭐️ 1.3.3、Memory

1). 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。

2). 特点

  • 内存存放 (访问速度是非常快的)
  • hash索引（默认）

3).文件

  • xxx.sdi：存储 表结构 信息

⭐️ 1.3.4、区别及特点

在这里插入图片描述

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，具体参考如下官方文档：

  • https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-introduction.html
  • https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/myisam-storage-engine.html

1.4 存储引擎选择

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。(大部分使用该存储引擎！！！)
  • 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。(被 MongoDB取代了！)
  • 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。(被 redis 取代了！)

🚀🚀🚀 存储引擎 快速食用：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------->

# 1. 体系结构
连接层、服务层、引擎层、存储层

# 2、存储引擎简介
show engines ;  # 查询当前数据库支持的存储引擎
create table XXXX (……) engine = InnoDB ;

# 3、存储引擎特点
InnoDB 与 MyISAM 区别: 事务、外键、行级锁

# 存储引擎应用场景
InnoDB: 存储业务系统中对事务、数据完整性要求较高的核心数据。
MyISAM: 存储业务系统的非核心事务。

二、索引

以下使用 Linux 版本的 MySQL，因为在日常的生产、测试、开发开发环境，绝大部分用的都是Linux系统。

  • 安装过程可以参考我另一篇博客：Linux系统——MySQL安装与卸载！！！

2.1 索引概述

⭐️ 介绍

索引（ index ）是帮助MySQL 高效获取数据 的 数据结构(有序)。

  • 在数据之外，数据库系统还维护着满足 特定查找算法 的数据结构，这些数据结构以某种方式引用（指向）数据， 这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法，这种数据结构就是索引。

举个栗子：

  • 表结构及其数据如下：

在这里插入图片描述

假如我们要执行的SQL语句为 ： select * from user where age = 45;

1). 无索引情况

在这里插入图片描述

  • 在无索引情况下，就需要从第一行开始扫描，一直扫描到最后一行，我们称之为 全表扫描，性能很
    低。

2). 有索引情况

  • 如果我们针对于这张表建立了索引，假设索引结构就是二叉树，那么也就意味着，会对age这个字段建
    立一个二叉树的索引结构。

在这里插入图片描述

  • 此时我们在进行查询时，只需要扫描三次就可以找到数据了，极大的提高的查询的效率。

备注： 这里我们只是假设索引的结构是二叉树，介绍一下索引的大概原理，只是一个示意图，并不是索引的真实结构，索引的真实结构，后面会详细介绍。

2.2 索引结构

2.3 索引分类

2.4 索引语法

2.5 SQL 性能分析

2.6 索引使用

2.7 索引设计原则

三、SQL 优化

四、视图/存储过程/触发器

五、锁

六、InnoDB 引擎

七、MySQL 管理

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