1-MySQL体系结构和存储引擎

1.定义数据库和实例

两个概念：

数据库（database）：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，数据库文件可以是frm、MYD、MYI、ibd结尾的文件。当使用NDB引擎时，数据库的文件可能不是操作系统上的文件，而是存放于内存之中的文件，但是定义仍然不变。

实例（instance）：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。但是在集群情况下可能存在一个数据库被多个数据实例使用的情况。

MySQL数据库实例在系统上的表现就是一个进程。

解释：

OLTP：在线事务处理

MVCC：多版本并发控制

2.MySQL体系结构

MySQL由以下几个部分组成：

• 连接池组件

• 管理服务和工具组件

• SQL接口组件

• 查询分析器组件

• 优化器组件

• 缓冲组件

• 插件式存储引擎

• 物理文件

需要特别注意的是，存储引擎是基于表的，而不是数据库。

3.MySQL存储引擎

• InnoDB存储引擎

  支持事务，行锁设计、支持外键，支持非锁定读。通过使用多版本并发控制来获得高并发性，实现了4中隔离级别，默认为REPEATABLE级别。同时，使用一种被称为next key locking的策略来避免幻读现象的产生。还提供了插入缓冲、二次写、自适应哈希索引、预读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。如果没有显示地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。

• 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。缓冲池只缓存索引文件，而不缓冲数据文件。表由MYD和MYI组成，MYD用来存放数据文件，MYI用来存放索引文件。可以通过使用myisam pack工具进一步压缩，压缩后的表是制度的，但可以通过myisampack来解压数据文件。5.0开始，默认支持256TB的单表数据。

• NDB存储引擎

  是一个集群存储引擎，类似于Oracle的RAC集群。数据全部放在内存中（5.1开始，可以将非索引数据放在磁盘上），因此主键查找速度极快。NDB存储引擎的连接操作（JOIN）是在MySQL数据库层完成的，而不是在存储引擎层完成的。这意味着，复杂的连接操作需要巨大的网络开销，因此查询速度很慢。

• Memory存储引擎

  之前称为HEAP存储引擎。只支持表锁，并发性能查，不支持TEXT和BLOB列类型。将表中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。它非常适用于存储临时数据的临时表，以及数据仓库中的纬度表。默认使用哈希索引，而不是我们熟悉的B+树索引。

• Archive存储引擎

  只支持INSERT和SELECT操作，从5.1开始支持索引。使用zlib算法将数据行进行压缩后存储，压缩比一般可达1:10。非常适合存储归档数据，如日志信息。

• Federated存储引擎

  表不存放数据，只是指向一台远程MySQL数据库服务器上的表。

• Maria存储引擎

  新开发的引擎，设计目标是取代MyISAM存储引擎。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。

• 其他存储引擎

  包括Merge、CSV、Sphinx、Infobright。

4.各存储引擎之间的比较

下图取自MySQL官方手册，展现了一些常用MySQL存储引擎之间的不同之处，包括存储容量的限制、事务支持、锁的粒度、MVCC支持、支持的索引、备份和复制等。