MySQL进阶-存储引擎

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MySQL存储引擎

一、MySQL体系结构

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。

二、存储引擎简介

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。

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。

2.1 MySQL存储引擎介绍

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。

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. 查询建表语句时的存储引擎

SHOW CREATE TABLE account;

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

3. 查询当前数据库支持的存储引擎

SHOW ENGINS;

例子：

1. 在创建表 my_myisam 时，并指定MyISAM存储引擎

CREATE TABLE my_myisam(`id` INT,`name` VARCHAR(10)
)ENGINE = MYISAM;

2. 创建表 my_memory , 指定 Memory 存储引擎

CREATE TABLE my_memory(`id` INT,`name` VARCHAR(10)
)ENGINE = MEMORY;

2.2 MySQL中存储引擎特点

上面我们介绍了什么是存储引擎，以及如何在建表时如何指定存储引擎，接下来我们就来介绍下来上面重点提到的三种存储引擎 InnoDB、MyISAM、Memory的特点。

2.2.1 InnoDB存储引擎

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

show variables like 'innodb_file_per_table';

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： D:\DevelopTools\mysql-5.7.19-winx64\data ， 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 frx_db02 文件夹。

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。

ibd2sdi account.ibd

针对MySQL8有效

4. 逻辑存储结构

• 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（后续会详细介绍）。

2.2.2 MyISAM 存储引擎

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

   • xxx.MYD：存储数据

   • xxx.MYI：存储索引

2.2.3 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

   • hash索引（默认）

3. 文件

xxx.sdi：存储表结构信息

三、InnoDB、MyISAM、Memory区别及特点

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。

四、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。
• 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。
• 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 存储引擎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。数据库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。
• 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 存储引擎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。