MySQL数据库引擎

骑猪看日落 2022-03-26 09:20 252阅读 0赞

## 一、存储引擎的概述 ##

#### （1）为什么要合理选择数据库存储引擎： ####

MySQL中的数据用各种不同的技术存储在文件（或者内存）中。这些技术中的每一种技术都使用不同的存储机制、索引技巧、锁定水平并且最终提供广泛的不同的功能和能力。通过选择不同的技术，你能够获得额外的速度或者功能，从而改善你的应用的整体功能。

这些不同的技术以及配套的相关功能在MySQL中被称作存储引擎(也称作表类型)。MySQL默认配置了许多不同的存储引擎，可以预先设置或者在MySQL服务器中启用。你可以选择适用于服务器、数据库和表格的存储引擎，以便在选择如何存储你的信息、如何检索这些信息以及你需要你的数据结合什么性能和功能的时候为你提供最大的灵活性。

#### （2）定义： ####

数据库引擎是用于存储、处理和保护数据的核心服务。利用数据库引擎可控制访问权限并快速处理事务，从而满足企业内大多数需要处理大量数据的应用程序的要求。 使用数据库引擎创建用于联机事务处理或联机分析处理数据的关系数据库。这包括创建用于存储数据的表和用于查看、管理和保护数据安全的数据库对象（如索引、视图和存储过程）。

#### （3）存储引擎作用： ####

1）设计并创建数据库以保存系统所需的关系或XML文档。

2）实现系统以访问和更改数据库中存储的数据。包括实现网站或使用数据的应用程序，还包括生成使用SQL Server工具和实用工具以使用数据的过程。

3）为单位或客户部署实现的系统。

4）提供日常管理支持以优化数据库的性能。

## 二、MySQL各大存储引擎 ##

#### (1)InnoDB： ####

**定义**：（默认的存储引擎）

InnoDB是一个事务型的存储引擎，有行级锁定和外键约束。

Innodb引擎提供了对数据库ACID事务的支持，并且实现了SQL标准的四种隔离级别，关于数据库事务与其隔离级别的内容请见数据库事务与其隔离级别这类型的文章。该引擎还提供了行级锁和外键约束，它的设计目标是处理大容量数据库系统，它本身其实就是基于MySQL后台的完整数据库系统，MySQL运行时Innodb会在内存中建立缓冲池，用于缓冲数据和索引。但是该引擎不支持FULLTEXT类型的索引，而且它没有保存表的行数，当SELECT COUNT(\*) FROM TABLE时需要扫描全表。当需要使用数据库事务时，该引擎当然是首选。由于锁的粒度更小，写操作不会锁定全表，所以在并发较高时，使用Innodb引擎会提升效率。但是使用行级锁也不是绝对的，如果在执行一个SQL语句时MySQL不能确定要扫描的范围，InnoDB表同样会锁全表。

**适用场景**：

1）经常更新的表，适合处理多重并发的更新请求。

2）支持事务。

3）可以从灾难中恢复（通过bin-log日志等）。

4）外键约束。只有他支持外键。

5）支持自动增加列属性auto\_increment。

**补充**：什么叫事务？简称ACID

A 事务的原子性(Atomicity)：指一个事务要么全部执行,要么不执行.也就是说一个事务不可能只执行了一半就停止了.比如你从取款机取钱,这个事务可以分成两个步骤:1划卡,2出钱.不可能划了卡,而钱却没出来.这两步必须同时完成.要么就不完成.

C 事务的一致性(Consistency)：指事务的运行并不改变数据库中数据的一致性.例如,完整性约束了a+b=10,一个事务改变了a,那么b也应该随之改变.

I 独立性(Isolation）:事务的独立性也有称作隔离性,是指两个以上的事务不会出现交错执行的状态.因为这样可能会导致数据不一致.

D 持久性(Durability）:事务的持久性是指事务执行成功以后,该事务所对数据库所作的更改便是持久的保存在数据库之中，不会无缘无故的回滚.

#### (2)MyIsam： ####

**定义**：

MyIASM是MySQL默认的引擎，但是它没有提供对数据库事务的支持，也不支持行级锁和外键，因此当INSERT(插入)或UPDATE(更新)数据时即写操作需要锁定整个表，效率便会低一些。

MyIsam 存储引擎独立于操作系统，也就是可以在windows上使用，也可以比较简单的将数据转移到linux操作系统上去。

意味着：引擎在创建表的时候，会创建三个文件，一个是.frm文件用于存储表的定义，一个是.MYD文件用于存储表的数据，另一个是.MYI文件，存储的是索引。操作系统对大文件的操作是比较慢的，这样将表分为三个文件，那么.MYD这个文件单独来存放数据自然可以优化数据库的查询等操作。有索引管理和字段管理。MyISAM还使用一种表格锁定的机制，来优化多个并发的读写操作，其代价是你需要经常运行OPTIMIZE TABLE命令，来恢复被更新机制所浪费的空间。

**适用场景**：

1）不支持事务的设计，但是并不代表着有事务操作的项目不能用MyIsam存储引擎，可以在service层进行根据自己的业务需求进行相应的控制。

2）不支持外键的表设计。

3）查询速度很快，如果数据库insert和update的操作比较少的话比较适用。

4）整天对表进行加锁的场景。

5）MyISAM极度强调快速读取操作。

6）MyIASM中存储了表的行数，于是SELECT COUNT(\*) FROM TABLE时只需要直接读取已经保存好的值而不需要进行全表扫描。如果表的读操作远远多于写操作且不需要数据库事务的支持，那么MyIASM也是很好的选择。

**补充**：ISAM索引方法–索引顺序存取方法

**定义**：

是一个定义明确且历经时间考验的数据表格管理方法，它在设计之时就考虑到 数据库被查询的次数要远大于更新的次数。

**特性**：

ISAM执行读取操作的速度很快，而且不占用大量的内存和存储资源。

在设计之初就预想数据组织成有固定长度的记录，按顺序存储的。---------ISAM是一种静态索引结构。

**缺点**：

1.它不 支持事务处理

2.也不能够容错。如果你的硬盘崩溃了，那么数据文件就无法恢复了。如果你正在把ISAM用在关键任务应用程序里，那就必须经常备份你所有的实 时数据，通过其复制特性，MYSQL能够支持这样的备份应用程序。

#### (3)Memory（也叫HEAP）堆内存嘛： ####

**定义**：

使用存在内存中的内容来创建表。每个MEMORY表只实际对应一个磁盘文件。MEMORY类型的表访问非常得快，因为它的数据是放在内存中的，并且默认使用HASH索引。

但是一旦服务关闭，表中的数据就会丢失掉。 HEAP允许只驻留在内存里的临时表格。驻留在内存里让HEAP要比ISAM和MYISAM都快，但是它所管理的数据是不稳定的，而且如果在关机之前没有进行保存，那么所有的数据都会丢失。在数据行被删除的时候，HEAP也不会浪费大量的空间。HEAP表格在你需要使用SELECT表达式来选择和操控数据的时候非常有用。

**适用场景**：

1）那些内容变化不频繁的代码表，或者作为统计操作的中间结果表，便于高效地堆中间结果进行分析并得到最终的统计结果。

2）目标数据比较小，而且非常频繁的进行访问，在内存中存放数据，如果太大的数据会造成内存溢出。可以通过参数max\_heap\_table\_size控制Memory表的大小，限制Memory表的最大的大小。

3）数据是临时的，而且必须立即可用得到，那么就可以放在内存中。

4）存储在Memory表中的数据如果突然间丢失的话也没有太大的关系。

(4)Mrg\_Myisam：（分表的一种方式–水平分表）

**定义**：

是一个相同的可以被当作一个来用的MyISAM表的集合。“相同”意味着所有表同样的列和索引信息。

也就是说，他将MyIsam引擎的多个表聚合起来，但是他的内部没有数据，真正的数据依然是MyIsam引擎的表中，但是可以直接进行查询、删除更新等操作。

比如：我们可能会遇到这样的问题，同一种类的数据会根据数据的时间分为多个表，如果这时候进行查询的话，就会比较麻烦，Merge可以直接将多个表聚合成一个表统一查询，然后再删除Merge表（删除的是定义），原来的数据不会影响。

#### (4)Blackhole（黑洞引擎） ####

**定义**

任何写入到此引擎的数据均会被丢弃掉， 不做实际存储；Select语句的内容永远是空。

他会丢弃所有的插入的数据，服务器会记录下Blackhole表的日志，所以可以用于复制数据到备份数据库。

**使用场景**：

1）验证dump file语法的正确性

2）以使用blackhole引擎来检测binlog功能所需要的额外负载

3）充当日志服务器

## 三、InnoDB和MyIsam引擎原理 ##

**补充**

[什么是聚簇和非聚簇索引][Link 1]

#### (1)MyIASM引擎的索引结构： ####

MyISAM索引结构: MyISAM索引用的B+ tree来储存数据，MyISAM索引的指针指向的是键值的地址，地址存储的是数据。

B+Tree的数据域存储的内容为实际数据的地址，也就是说它的索引和实际的数据是分开的，只不过是用索引指向了实际的数据，这种索引就是所谓的非聚集索引。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5X2xvbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]

因此，过程为： MyISAM中索引检索的算法为首先按照B+Tree搜索算法搜索索引，如果指定的Key存在，则取出其data域的值，然后以data域的值为地址，根据data域的值去读取相应数据记录。

#### (2)InnoDB引擎的索引结构： ####

也是B+Treee索引结构。Innodb的索引文件本身就是数据文件，即B+Tree的数据域存储的就是实际的数据，这种索引就是聚集索引。这个索引的key就是数据表的主键，因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。

InnoDB的辅助索引数据域存储的也是相应记录主键的值而不是地址，所以当以辅助索引查找时，会先根据辅助索引找到主键，再根据主键索引找到实际的数据。所以Innodb不建议使用过长的主键，否则会使辅助索引变得过大。

建议使用自增的字段作为主键，这样B+Tree的每一个结点都会被顺序的填满，而不会频繁的分裂调整，会有效的提升插入数据的效率。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5X2xvbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

上图，可以看到叶节点包含了完整的数据记录。这种索引叫做聚集索引。因为InnoDB的数据文件本身要按主键聚集，所以InnoDB要求表必须有主键（MyISAM可以没有），如果没有显式指定，则MySQL系统会自动选择一个可以唯一标识数据记录的列作为主键，如果不存在这种列，则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段作为主键，这个字段长度为6个字节，类型为长整形。

而且，与MyISAM索引的不同是InnoDB的辅助索引data域存储相应记录主键的值而不是地址。换句话说，InnoDB的所有辅助索引都引用主键作为data域。

因此，过程为：将主键组织到一棵B+树中，而行数据就储存在叶子节点上，若使用”where id = 13”这样的条件查找主键，则按照B+树的检索算法即可查找到对应的叶节点，之后获得行数据。若对Name列进行条件搜索，则需要两个步骤：第一步在辅助索引B+树中检索Name，到达其叶子节点获取对应的主键。第二步使用主键在主索引B+树种再执行一次B+树检索操作，最终到达叶子节点即可获取整行数据。

[参考文章][Link 2]

[Link 1]: https://www.cnblogs.com/auxg/p/Cluster-and-NonCluster-index.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5X2xvbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220326/cf61efee4b6247ff8628105c12a0e3de.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5X2xvbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220326/2d8e8a3e3847441e838a8116a01af88d.png
[Link 2]: https://www.cnblogs.com/sunsky303/p/8274586.html