MySQL进阶-MySQL体系结构和常见存储引擎的比较

蔚落 2024-05-24 01:55 48阅读 0赞

> 本文介绍MySQL体系结构以及存储引擎（InnoDB、MyISAM、Memory）的比较

#### 文章目录 ####

*  MySQL 体系结构
 *   *  连接层
     *  服务层
     *   *  连接池
         *  系统管理和控制工具
         *  SQL接口
         *  解析器
         *  查询优化器
         *  缓存
     *  引擎层
     *  存储层
 *  存储引擎
 *   *  InnoDB
     *  MyISAM
     *  Memory
     *   *  区别

## MySQL 体系结构 ##

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### 连接层 ###

最上层是一些客户端和连接服务，主要完成一些类似于连接处理、授权认证、以及相关的安全方案。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。

提供与MySQL服务器建立连接的能力，几乎支持所有主流的服务端语言，例如：Java、C、C++、Python等，各语言都是通过各自的API接口与MySQL建立连接。

### 服务层 ###

数据库服务层是整个数据库服务器的核心，主要包括了系统管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优化器和缓存等部分。

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，如存储过程、函数等。

#### 连接池 ####

主要负责存储和管理客户端与数据库的连接信息，连接池里的一个线程负责管理一个客户端到数据库的连接信息。

#### 系统管理和控制工具 ####

提供数据库系统的管理和控制功能，例如对数据库中的数据进行备份和恢复，保证整个数据库的安全性，提供安全管理，对整个数据库的集群进行协调和管理等。

#### SQL接口 ####

主要负责接收客户端发送过来的各种SQL命令，并将SQL命令发送到其他部分，并接收其他部分返回的结果数据，将结果数据返回给客户端。

#### 解析器 ####

主要负责对请求的SQL解析成一棵“解析树”，然后根据MySQL中的一些规则对“解析树”做进一步的语法验证，确认其是否合法。

#### 查询优化器 ####

在MySQL中，如果“解析树”通过了解析器的语法检查，此时就会由优化器将其转化为执行计划，然后与存储引擎进行交互，通过存储引擎与底层的数据文件进行交互。

#### 缓存 ####

MySQL的缓存是由一系列的小缓存组成的。例如：MySQL的表缓存，记录缓存，MySQL中的权限缓存，引擎缓存等。MySQL中的缓存能够提高数据的查询性能，如果查询的结果能够命中缓存，则MySQL会直接返回缓存中的结果信息。

### 引擎层 ###

存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提起，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。

### 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。

## 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。存储引擎是基于表而不是基于库的，所以存储引擎也可以被称为表引擎。  
默认存储引擎是`InnoDB`。

-- 查询建表语句
    show create table account;
    -- 建表时指定存储引擎
    CREATE TABLE 表名(
        ...
    ) ENGINE=INNODB;
    -- 查看当前数据库支持的存储引擎
    show engines;

### 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 引擎`。

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
 *  支持外键约束，保证数据的完整性和正确性

文件：

*  xxx.ibd: xxx代表表名，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、sdi）、数据和索引。

参数：innodb\_file\_per\_table，决定多张表共享一个表空间还是每张表对应一个表空间

InnoDB 逻辑存储结构：  
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*  **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)。

### 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

文件：

*  xxx.sdi: 存储表结构信息
 *  xxx.MYD: 存储数据
 *  xxx.MYI: 存储索引

### Memory ###

Memory 引擎的表数据是存储在内存中的，受硬件问题、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：

*  存放在内存中，速度快
 *  hash索引（默认）

文件：

*  xxx.sdi: 存储表结构信息

#### 区别 ####

![在这里插入图片描述][8aa905f06b9e4e6a8b9aeec3261f90f9.jpeg_pic_center]  
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、行级锁。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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