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MySQL 05 进阶之存储引擎

简介: 存储引擎是MySQL的核心,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。
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1.png
1.1 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。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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。

2、存储引擎介绍

存储引擎是MySQL的核心,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。

2.1 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 ] ;

2.2  查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

2.png
演示:

show create table emp;

3.png
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。

3、存储引擎特点

接下来我们就来介绍重点常见的三种存储引擎 InnoDB、MyISAM、Memory的特点。

3.1 InnoDB

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。

它的特点有如下几点:

  1. DML操作遵循ACID模型,支持事务;
  2. 行级锁,提高并发访问性能;
  3. 支持外键FOREIGN KEY约束,保证数据的完整性和正确性;

文件名: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。

show variables like 'innodb_file_per_table';

4.png
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 , 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test(因为我有一个数据库就叫test)文件夹。
5.png
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 emp,就有这样的一个emp.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。
6.png逻辑存储结构:
7.png

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。

3.2 MyISAM

MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。

它的特点如下:

  1. 不支持事务,不支持外键
  2. 支持表锁,不支持行锁
  3. 访问速度快

文件名格式:

xxx.sdi:存储表结构信息

xxx.MYD: 存储数据

xxx.MYI: 存储索引

8.png

3.3 Memory

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。

它的特点如下:

  1. 内存存放
  2. hash索引(默认)

文明名格式:

xxx.sdi:存储表结构信息

3.4 区别及特点

9.png
常见面试题:

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:

MySQL :: MySQL 8.0 Reference Manual :: 15.1 Introduction to InnoDB

MySQL :: MySQL 8.0 Reference Manual :: 16.2 The MyISAM Storage Engine

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。
  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。

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