【MySQL】存储引擎

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1. 前言

存储引擎是 MySQL 的核心组件之一，负责数据的存储和管理。存储引擎的选择对 MySQL 的性能和可靠性有重要影响.

2. MySQL的体系结构

MySQL 的体系结构可以划分为四层，包括：

1. 连接层：也称为客户端层，负责处理连接请求、身份验证、权限管理等工作。MySQL 支持多种客户端连接方式，包括 TCP/IP 连接、本地连接、命名管道连接等。
2. 服务层：也称为服务器层，负责解析 SQL 查询、生成查询执行计划、执行查询操作等工作。服务层中包含查询缓存、查询分析器、查询优化器等组件。
3. 存储引擎层：MySQL 支持多种存储引擎，存储引擎层负责存储和管理数据。不同的存储引擎具有不同的特点和适用场景，常用的存储引擎包括 InnoDB、MyISAM、Memory 等。
4. 文件系统层(存储层)：MySQL 存储数据时使用文件系统，文件系统层负责管理数据库文件，包括数据文件、索引文件、日志文件等。MySQL 支持多种文件系统，包括 Ext4、XFS 等。 注意: 1. 索引(index)是位于存储引擎层的. 不同的存储引擎索引的结构是不一样的 2.InnoDB引擎是MySQL5.5版本后默认的引擎

3. 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。

例如这里有一张表

createtable account(
    username varchar(10),
    balance int);

我们来查看一下创建表时候的SQL语句

# 查询建表语句showcreatetable 表名;

可以看到默认存储引擎是InnoDB.
关于存储引擎的SQL语句
在创建表的时候指定存储引擎.

createtable 表名(
    字段1 数据类型,
    字段2 数据类型,...)ENGINE=存储引擎;

查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

以下是Mysql支持的存储引擎.会详细介绍InnoDB, MyISAM以及MEMORY这三个存储引擎.

4. InnoDB介绍

lnnoDB是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎,

InnoDB的特点:

1. 支持事务：InnoDB支持ACID事务，确保了数据的完整性和一致性。
2. 支持行级锁定：InnoDB使用行级锁定，使并发访问和修改数据变得更加高效。
3. 支持外键约束：InnoDB支持外键约束，使数据之间的联系更加严密和规范。
4. 支持快照读取：InnoDB支持快照读取，使读取操作不会被写入操作所阻塞，提高了数据库的并发性能。
5. 支持多版本并发控制：InnoDB使用多版本并发控制（MVCC）来处理并发访问，使读写操作可以同时进行，提高了数据库的并发性能。
6. 支持自适应哈希索引：InnoDB可以自动创建和管理哈希索引，提高了查询性能。

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、 sdi)、数据和索引。

InnoDB的逻辑存储结构有以下部分组成:

行,页,区,段和表空间

1. 行：行是InnoDB存储数据的基本单位，每行表示一条记录。每个表都有一个对应的行格式，行格式规定了行的存储方式，包括数据类型、长度、空间等。
2. 表空间：表空间是InnoDB的存储文件，每个表都有一个对应的表空间，用于存储该表的数据和索引。InnoDB支持多个表共享一个表空间，这样可以更好地利用存储资源。
3. 段：段是表空间中的一个逻辑结构，用于存储数据和索引。InnoDB中有两种类型的段：数据段和索引段。数据段用于存储表中的数据，索引段用于存储索引。
4. 区：区是段的逻辑子结构，用于管理段中的数据和索引。InnoDB中有多个不同类型的区，包括B树节点、自适应哈希索引和插入缓冲区等。
5. 页：页是区的逻辑子结构，是InnoDB存储数据和索引的最小单位。每个页的大小默认为16KB，可以通过配置文件进行修改。

5. MyISAM介绍

MyISAM是MySQL数据库管理系统的一种存储引擎，是MySQL早期的存储引擎。与InnoDB存储引擎相比，MyISAM的特点是速度快、易于管理、支持全文搜索等特性，但不支持事务、行级锁和高并发等高级特性。

1. 支持全文搜索：MyISAM支持全文搜索，可以对文本数据进行全文检索，极大地提高了查询效率。
2. 速度快：MyISAM的读写速度很快，因为它不支持事务、行级锁等高级特性，所以在高并发的情况下性能表现优越。
3. 易于管理：MyISAM的管理和维护比较简单，因为它不支持事务和行级锁等高级特性，所以在数据恢复和备份等方面更加方便。
4. 数据表结构缓存：MyISAM可以缓存数据表的定义和元数据，从而提高查询效率。
5. 不支持事务和行级锁：MyISAM不支持事务和行级锁定，这意味着它不能保证数据的一致性和完整性，因此在高并发和数据安全性要求较高的应用场景下不适用。

6. Memory

Memory（内存存储引擎）是MySQL数据库管理系统的一种存储引擎，也被称为HEAP存储引擎。与其他存储引擎不同，Memory存储引擎将数据直接存储在内存中，而不是在磁盘上，因此查询速度相对较快。但由于内存有限，Memory存储引擎不适合存储大量数据。

特点:

1. 查询速度快：由于Memory存储引擎将数据直接存储在内存中，查询速度相对较快。
2. 不支持事务：Memory存储引擎不支持事务，因此不能保证数据的一致性和完整性。
3. 支持表锁：Memory存储引擎支持表锁，因此在高并发的情况下可能会产生锁等待。
4. 不支持BLOB和TEXT类型：Memory存储引擎不支持BLOB和TEXT类型的数据，仅支持较小的数据类型。
5. 数据存储在内存中：Memory存储引擎将数据直接存储在内存中，因此数据丢失的风险较高，需要进行定期备份。

7. 存储引擎的选择

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。

小结: 如果需要高并发、事务支持和数据安全性，建议选择InnoDB存储引擎；如果需要性能更快，但不需要支持事务和数据安全性，建议选择MyISAM存储引擎；如果需要快速查询小规模数据，可以选择Memory存储引擎。同时，还可以根据具体的数据类型、数据量和磁盘空间占用等因素来选择合适的存储引擎。

8. 总结

本文主要讲解MySQL的体系结构(连接层,服务层,存储引擎层和存储层):存储引擎(InnoDB, MyISAM以及MEMORY的特点)以及存储引擎的选择.不同的存储引擎在数据存储方式、读写效率、可靠性、安全性、功能特性等方面有所差异，因此在选择存储引擎时需根据具体需求进行综合考虑。

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