「MySQL高级篇」MySQL存储引擎

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「MySQL高级篇」MySQL存储引擎

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大家好,我是Zhan,一名个人练习时长一年半的大二后台练习生,最近在学MySQL高级篇,欢迎各路大佬一起交流讨论

👉本篇速览

早在MySQL基础篇的学习中,我们就一直看到innodb这个存储引擎,但是好像对于其他的存储引擎也没有去学习和了解,而innodb有何种特点也不得而知,而本篇将从一下四点,带你逐一攻破Ta:

  • 1️⃣首先系统地介绍一下MySQL数据库服务器的体系结构,在学习存储引擎之前,我们需要了解存储引擎在MySQL数据库服务器中所占的地位和作用

  • 2️⃣再介绍一下MySQL数据库中的存储引擎,即MySQL有哪些存储引擎,以及我们如何去选择存储引擎,此处的选择是指设置存储引擎为某个存储引擎

  • 3️⃣介绍各个存储引擎的特点和区别,只有了解了存储引擎之间的区别以及各自的优势,我们才能在实际环境下选择最合适的存储引擎

  • 4️⃣第四个方面,讲解各个存储引擎的应用场景,系统的总结各个存储引擎合适的应用场景,方便后续选择时的思路确定


1️⃣ MySQL数据库服务器的体系结构

以下MySQL数据库服务器的体系架构图,最上面的一层就是作为后端开发的我经常会使用到的客户端连接器JDBC,当然,除了JavaPython,PHP,Ruby也可以成为客户端连接器 而我们主要关注的是客户端连接器以下的,MySQL服务端的体系结构,即MySQL Server

首先第一层:连接层。 它的作用是:接收客户端连接,完成连接的处理,认证授权,安全方案,检查是否超过最大连接数…… 其中认证授权就是我们在使用用户名和密码登陆的时候的过程,并赋予该用户对应的权限

再就是第二层:服务层。 核心功能基本上都在这一层完成:SQL接口、解析器、查询优化器、缓存,像创建存储过程、视图、触发器这些都在服务层完成

image.png 第三层:引擎层。 上图中一个个紫色的圆筒就是不同种类的存储引擎,其中第一个就是我们常用的innodb,上图中是MySQL提供给我们的存储引擎,而我们自己也可以对存储引擎进行扩展 它被称为:可插拔式存储引擎,类似于接口,我们需要就把它插上来,不需要就把它拔掉 存储引擎控制的是我们的数据存储和拿取的方式

这里还有一点要注意的是:索引是在存储引擎这一层决定的

最后一层:存储层。 引擎层只是决定了我们如何去存取数据,而数据实际上是存储在磁盘中的,同时,数据库的日志也会存储在磁盘当中


2️⃣ MySQL数据库中的存储引擎

尽管前面介绍了这么多,但是什么是存储引擎呢?我们在操作数据库的时候如何去指定存储引擎也是一个问题。

📣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。存储引擎是基于表的,也就是说一张表使用一个 存储引擎,数据库中的不同表的存储引擎不一定相同,存储引擎因此可以被称为表类型。

在之前MySQL基础篇的时候,我们是没有指定存储引擎的,但是在下面导出创建表SQL语句的时候,我们会发现它的存储引擎是innodb

image.png 这是因为在MySQL5.5以后,数据库表的默认存储引擎是innodb

🎯指定存储引擎

其实有了上述导出的那条创表的SQL语句,我们其实不难得出指定存储引擎的方法,也就是:

create table `table_name`(
	`字段1` 字段1类型 [COMMENT 备注],
	...,
	`字段n` 字段n类型 [COMMENT 备注]
) ENGINE=引擎类型 [COMMENT 备注]
复制代码

但是我们如何知道当前数据库版本支持哪些存储引擎呢,这就需要执行SHOW ENGINES

image.png 通过这张表我们能得到的信息:

  • Support字段也就是当前MySQL版本是否支持
    • 我们可以得到的信息有:
    • 支持的有:MEMORY,MRG_MYISAM,CSV,PERFORMANCE_SCHEMA,MYISAM,InnoDB,BLACKHOLE,ARCHIVE
    • 不支持的有:FEDERATED
    • 默认的存储引擎为InnoDB
  • 补充信息:MyIsAM是以前版本的默认存储引擎

3️⃣各个存储引擎的特点和区别

这里主要对这三个主要使用的存储引擎InnoDB,MYISAM,MEMORY进行介绍

⚙InnoDB

它的特点可以用数据库中查询出来的COMMENT中的三点来概括:

  • Supports transactions:支持事务。在使用InnoDB作为存储引擎的时候,进行DML操作的时候遵循ACID模型,支持事务
    • DML:对于数据的增删改操作
    • ACID:原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)、持久性(durablility)
  • row-level locking:行级别锁。提高并发访问的性能。
  • foreign keys:支持外键约束,保证数据的完整性和正确性

除此之外还要谈谈InnoDB存储数据的文件

  • 它存储数据库文件的类型为xxx.ibd,其中xxx表示表名,也就是说每一个使用InnoDB存储引擎的表都会对应一个ibd文件,存储该表的表结构(frm,sdi)、数据和索引
  • 其中表结构文件,早期的时候有一个文件叫frm,表结构都存储在这个里面,但是后来在MySQL8.0,以后,表结构都存储在了sdi文件中,而sdi又融入到了ibd文件中。
  • 综上所述,一张表对应一个ibd文件,好像说了半天的废话hhh
  • 同时,我们可以通过配置把多张表放进一个ibd文件中(系统默认是一张表对应一个ibd文件)

说了这么多ibd文件,我们不妨去找找ibd文件的位置,我们可以在Data中找到对应的ibd文件:

image.png 而该文件是二进制编码,我们无法直接打开,可以通过命令ibd2sdi,从ibd文件中提取sdi的表结构数据

image.png

最后再简单介绍一下InnoDB的逻辑存储结构

image.png 其实就是一层一层的包含关系:表空间包含多个段,一个段又包含多个区,一个区的固定大小为1M,最多能包含64页,因为一页的固定大小为16K,一页能包含多列,一列就是我们数据库中的一条数据,当然除了记录数据以外还有Trx_id事务id,Roll_pointer指针。

此处只是做简单介绍,后续在SQL优化的时候会具体讲解。

⚔MyIsAM

MyISAM是MySQL早期默认的存储引擎,说它的特点我们可以与现在的默认存储引擎InnoDB进行对比:

  • MyISAM 不支持事务,也不支持外键
  • MyISAM 不支持行锁,但是支持表锁
  • 由于不保证它的事务,因此它的访问速度更快

而MyISAM涉及到的存储文件的类型有三种:MYD,MYI,SDI

image.png

  • 其中sdi与上面的结构一样,用于存储表结构
  • MYD存放数据库中的数据
  • MYI存放数据库中的索引

🔗MEMORY

MEMORY 最大的特点就是,它的表数据是存储在内存中的,因此容易受宕机、断电……的影响,导致数据丢失,因此一般 MEMORY 存储引擎用于临时表和缓存 它的特点由于和前面两种存储引擎类型不同,不做比较:

  • 它由于是内存存放,因此访问速度很快
  • 支持Hash索引,后续在讲索引的时候会详细讲到

而说到存储它的文件类型,就只有sdi一种类型,因为数据都存放在内存而不是磁盘中,因此不需更多的文件类型去存放数据,只需要一个sdi文件去记录表结构

💡总结

特点InnoDBMyISAMMEMORY
存储限制64TB
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以后)支持-
空间使用N/A
内存使用中等
批量插入速度
支持外键支持--

4️⃣ 存储引擎的选择

其实不难发现,学到现在,各种存储引擎都没有所谓的高低之分,没有说哪个最好,只能说根据应用系统的特点去选择合适的存储引擎,不一定全部选InnoDB,对于复杂的应用系统,我们可以选择多种存储引擎组合使用,以达到最好的效果

  1. InnoDB:如果对于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,选择InnoDB是不错的选择
  2. MyISAM:如果数据以读和插入为主,更新和删除很少,对于事务的完整性、并发性要求不高,那么这个存储引擎更为合适。最开始我是没有想到有什么场景不需要完整性的,但是其实电商平台的浏览记录就很符合这个特点,插入和查询居多,而且对于事务的完整性要求不高,少那么一两条其实也问题不大
  3. MEMORY:通常用于临时表和缓存,它的缺陷就是由于内存有限,因此表的大小也有限制,同时,它无法保证数据的安全性。
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