MySQL体系结构和存储引擎

MySQL是一个可移植的数据库，几乎能在所有系统上运行。
（1）定义数据库和实例
在数据库领域有两个词很容易混淆，这就是“数据库”和“实例”
数据库：物理操作系统文件或其他形式文件类型的集合。在MySQL数据库中，数据库文件可以使frm、MYD、MYI、ibd结尾的文件。当使用NDB引擎时，数据库文件可能不是操作系统上的文件，而好似存放于内存之中的文件，但是定义仍然不变。
实例：MySQL数据库由后台线程以及一个共享内存区组成。共享内存可以被运行的后台线程所共享。需要牢记的是，数据库实例才是真正用于操作数据库文件的。
在MySQL数据库中，实例与数据库的关系通常是一一对应的，即一个实例对应一个数据库，一个数据库对应一个实例。但是，在集群情况下可能存在一个数据库被多个数据实力使用的情况。
MySQL被设计为一个单进程多线程架构的数据库，这点与SQL server比较类似，但与oracle 多进程的架构有所不同（oracle的 Windows版本也是单进程多线程架构的）。
这也就是说，MySQL数据库实例在系统上的表现就是一个进程。

从概念上来说，数据库是文件的集合，是依照某种数据模型组织起来并存放于二级存储器中的数据集合；
数据库实例是程序，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用户对数据库数据的任何操作，包括数据库定义、数据查询、数据维护、数据库运行控制等都是在数据库实例下进行的，应用程序只有通过数据库实例才能和数据库打交道。
（2）MySQL体系结构

从图中看出，MySQL由以下几部分组成：
连接池组件
管理服务和工具组件
SQL结构组件
查询分析器组件
优化器组件
缓冲（Cache）组件
插件式存储引擎
物理文件
从图中还可以发现，MySQL数据库区别于其他数据库的最重要的一个特点就是其插件式的表存储引擎。
存储引擎时底层物理结构的实现，每个存储引擎买发着可以按照自己的意愿来开发。
存储引擎是基于表的，而不是数据库。
（3）MySQL存储引擎
存储引擎是MySQL区别于其他数据库的一个最重要特征。
由于MySQL数据库开源特性，存储引擎可以分为MySQL官方存储引擎和第三方存储引擎。
（4）InnoDB 存储引擎
InnoDB存储引擎支持事务，其设计目标主要面向在线事务处理（OLTP）的应用。其特点是行锁设计、支持外键，并支持类似于 Oracle 的非锁定读，即默认读取操作不会产生锁。
从MySQL数据库5.5.8 版本开始，InnoDB存储引擎时默认的存储引擎。
InnoDB存储引擎将数据放在一个逻辑的表空间中，这个表空间就像黑盒一样有InnoDB存储引擎自身进行管理。从MySQL 4.1（包括4.1）版本开始，它可以将每个InnoDB 存储引擎的表单单独存放到一个独立的 idb文件中。此外，InnoDB存储引擎支持用裸设备（row disk）用来建立其表空间。
InnoDB通过使用多版本并发控制（MVCC）来获得高并发性，并实现了SQL标准的4种隔离级别，默认为REPEATABLE 级别。同时，使用一种被称为 next-key locking 的策略来避免幻读（phantom）现象的产生。除此之外，InnoDB存储引擎还提供了插入缓冲（insert buffer）、二次写（double write）、自适应哈希索引（adaptive hash index）、预读（read ahead）等高性能和高可用的功能。
对于表中数据的存储，InnoDB存储引擎采用了 聚集（clustered）的方式，因此每张表的存储都是按主键的顺序进行存放。如果没有显示的在表定义时指定主键，InnoDB存储引擎会为每一行生成一个6字节的ROWID，并以此作为主键。
（5）MyISAM 存储引擎
MyISAM 存储引擎不支持事务、表锁设计，支持全文索引，主要面向一些 OLAP 数据库应用。
在MySQL 5.5.8 版本之前 MyISAM 存储引擎时默认的存储引擎（除 Windows版本外）。
数据库系统与文件系统很大的一个不同之处在于对事务的支持，然而 MyISAM 存储引擎时不支持事务的。
此外，MyISAM 存储引擎的另一与众不同的地方是它的缓冲池只缓存（cache）索引文件，而不是缓冲数据文件，这点和大多数的数据库都非常不同。
MyISAM 存储引擎表有 MYD 和 MYI 组成，MYD 用来存放数据文件，MYI 用来存放索引文件，MYD 用来存放数据文件。
在 MySQL 5.0 版本执勤啊，MyISAM 默认支持的表大小为 4GB，如果需要支持大于4GB的MyISAM表时，则需要制定 MAX_ROWS和AVG_ROW_LENGTH属性。从MySQL5.0版本开始，MyISAM默认支持256TB的单表数据。
Tips：对于MyISAM存储引擎表，MySQL数据库指缓存其索引文件，数据文件的缓存交由操作系统本身来完成。此外，在MySQL 5.1.23 版本之前，无论是在32位还是64位操作系统环境下，缓存索引的缓冲区最大只能设置为 4GB。在之后的版本中，64位系统可以支持大一4GB的索引缓冲区。
（6）NDB 存储引擎
MySQL AB公司从 Sony Ericsson 公司收购了 NDB集群引擎。
NDB存储引擎是一个集群存储引擎，类似于oracle 的 RAC的集群架构，因此能提供更高的可用性。
NDB的特点是数据全部放在内存中（从MySQL 5.1版本开始，可以将费缩影数据放在磁盘上），因此主键查找（primary key lookups）的速度极快，并且通过添加NDB数据存储节点（Data Node）可以线性地提高数据库性能，是高可用、高性能的集群系统。
（7）Memory 存储引擎
Memory 存储引擎（之前称HEAP存储引擎）将保重的数据存放在内存中，如果数据库重启或发生崩溃，表中的数据都将消失。它非常适合用于存储临时数据的临时表，以及数据仓库中的纬度表。Memory存储引擎默认使用哈希索引，而不是我们熟悉的B+数索引。
（8）Archive 存储引擎
Archive 存储引擎只支持 insert 和 select操作，从 MySQL 5.1开始支持索引。Archive存储引擎使用zlib算法将数据行（row）进行压缩后存储，压缩比一般可达1：10 。
Archive存储引擎非常适合存储归档数据，如日志信息。
Archive 存储引擎使用函索来实现高并发的插入操作，但是其本身并不是事务安全的存储引擎，其设计目标主要是提供高速的插入和压缩功能。
（9）Federated 存储引擎
Fedderated 存储引擎表并不存放数据，他只是指向一台远程MySQL 数据库服务器上的表。这非常类似于SQL Server 的连接服务器和 Oracle 的透明网关，不同的是，当前Federated 存储引擎只支持 MySQL 数据库表，不支持异构数据库表。
（10）Maria 存储引擎
Maria存储引擎时新开发的引擎，设计目标住哟啊是用来取代原有的MyISAM存储引擎，从而成为MySQL的默认存储引擎。Maria存储引擎的开发者是MySQL的创始人之一。
其特点是：支持缓存数据和索引文件，应用了行锁设计，提供了MVCC功能，支持事务和非事务安全的选项，以及更好的BLOB字符类型的处理性能。

面试题：InnoDB 存储引擎和MyISAM 存储引擎的区别
答：
①MyISAM不支持事务，InnoDB是事务类型的存储引擎；
②MyISAM只支持表级锁，DBD，支持页级锁和表级锁，默认为页级锁；而InnoDB支持行级锁和表级锁，默认为行级锁；
③MyISAM 存储引擎不支持外键，InnoDB 存储引擎支持外键；
④MyISAM 存储引擎的表在大量高并发的读写下会经常出现表损坏的情况；
⑤对于 count() 查询来说 MyISAM 更有优势；
⑥InnoDB 存储引擎是为处理巨大数据量时的最大性能设计，它的CPU 效率可能是任何其他基于磁盘的关系数据库引擎所不能匹敌的；
⑦MyISAM 存储引擎支持全文索引（FULLTEXT），InnoDB 存储引擎不支持；
⑧MyISAM存储引擎的表的查询、更新、插入的效率要比 InnoDB 高。

最主要的区别是：MyISAM 表不支持事务、不支持行级锁、不支持外键。InnoDB 表支持事务、支持行级锁、支持外键。