本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

1. MySQL体系结构

MySQL的架构分为三个层次，这三个层次分别代表：Client、Mysql Server、引擎层、存储层。

分开来看，首先客户端要向MySQL Server发送一个连接请求，意味着MySQL Server需要一个提供连接的服务，叫做“连接器”，比如权限认证（用户名和密码的匹配）就是在这里完成的。

在接下来是“分析器”，SQL语句本身是一个字符串，MySQL服务需要将SQL语句进行切分，例如按照“select”、“from”、“where”这些关键词进行切分，进行词法分析和语法分析，最终变成抽象语法树AST。

一个SQL语句其实有n中不同的执行方式，需要MySQL优化器进行相关的选择。所以在分析器的下一层，还包含优化器，也就是说MySQL里面其实自带优化了，但这个优化是一个通用的规则，只能够适配绝大部分的场景。

除此之外，优化器是分两种不同的方式，RBO和CBO，RBO是基于规则的优化，CBO是基于成本的优化，或者叫基于代价的优化。在一些SQL服务里，更多的是CBO这种方式，因为在一些应用开发时，最终的目的时要满足与查询速度比较快，这是一个最基本的需求，因此很多是基于成本的优化。

最后一个是“执行器”，执行器用来和存储引擎进行交互，也就是说从磁盘读取数据或者写入数据到磁盘中。

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。

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。

2. 存储引擎简介

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。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。

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 ] ;

查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

例如，创建表 my_myisam , 并指定MyISAM存储引擎

create table my_myisam(
    id int, 
    name varchar(10)
) engine = MyISAM ;

指定Memory存储引擎

create table my_memory(
    id int, 
    name varchar(10) 
) engine = Memory ;

3. 存储引擎特点

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。

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；

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。 MySQL的数据存放目录：

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：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，如果是MySQL 8版本可以使用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。

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。

3.2 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

xxx.sdi可以直接打开查看【JSON格式】

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。

特点

内存存放
支持hash索引（默认）

文件

xxx.sdi：存储表结构信息

3.4 区别及特点

特点	InnoDB	MyISAM	Memory
存储限制	64TB	有	有
事务安全	支持	-	-
锁机制	行锁	表锁	表锁
B+tree索引	支持	支持	支持
Hash索引	-	-	支持
全文索引	支持（5.6版本以后）	支持	-
空间使用	高	低	N/A
内存使用	高	低	中等
批量插入速度	低	高	高
支持外键	支持	-	-

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。
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。

对于MyISAM类型的存储引擎现在已经被MongoDB这种nosql替代了，而MEMORY类型的存储引擎现已被另一种nosql替代了，也就是Redis

MySQL的三种存储引擎InnoDB、MyISAM、Memory