MySQL 数据库存储引擎介绍

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一、存储引擎概念介绍

  MySQL 中的数据用各种不同的技术存储在文件中，每一种技术都使用不同的存储机制、索引技巧、锁定水平并最终提供不同的功能和能力，这些不同的技术以及配套的功能在 MySQL 中称为存储引擎，存储引擎是 MySQL 将数据存储在文件系统中的存储方式或者存储格式。

查看 MySQL 数据库支持的存储引擎：

MySQL root@localhost:(none)> show engines;
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+--------+------------+
| Engine             | Support | Comment                                                        | Transactions | XA     | Savepoints |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+--------+------------+
| InnoDB             | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys     | YES          | YES    | YES        |
| MRG_MYISAM         | YES     | Collection of identical MyISAM tables                          | NO           | NO     | NO         |
| MEMORY             | YES     | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables      | NO           | NO     | NO         |
| BLACKHOLE          | YES     | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO           | NO     | NO         |
| MyISAM             | YES     | MyISAM storage engine                                          | NO           | NO     | NO         |
| CSV                | YES     | CSV storage engine                                             | NO           | NO     | NO         |
| ARCHIVE            | YES     | Archive storage engine                                         | NO           | NO     | NO         |
| PERFORMANCE_SCHEMA | YES     | Performance Schema                                             | NO           | NO     | NO         |
| FEDERATED          | NO      | Federated MySQL storage engine                                 | <null>       | <null> | <null>     |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+--------+------------+

9 rows in set
Time: 0.017s

其中我们最常用的是：

• MyISAM
• InnoDB

简单来说：

• 存储引擎是数据库中的组件，负责执行实际的数据 I/O 操作
• 存储引擎处于文件系统之上，在数据保存到数据文件之前会传输到存储引擎，之后按照各个存储引擎的存储格式进行存储

二、MyISAM 存储引擎

1. MyISAM 简介

• MyISAM 不支持事务，也不支持外键约束，只支持全文索引，数据文件和索引文件是分开保存的
• 访问速度快，对事务完整性没有要求
• MyISAM 适合查询、插入为主的应用场景

MyISAM 在磁盘上存储成三个文件，文件名和表名都相同，但是扩展名分别为：

• .frm 文件存储表结构的定义
• 数据文件的扩展名为 .MYD (MYData)
• 索引文件的扩展名是 .MYI (MYIndex)

• 表级锁定形式，数据在更新时锁定整个表
• 数据库在读写过程中相互阻塞：串行操作，按照顺序操作，每次在读或写的时候会把全表锁起来
• 会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取（读或写无法同时进行）
• 也会在数据读取的过程中阻塞用户的数据写入
• 特性：数据单独写入或读取，速度过程较快且占用资源相对少

2. MyISAM 表支持 3 种不同的存储格式

(1) 静态（固定长度）表

  静态表是默认的存储格式。静态表中的字段都是非可变字段，这样每个记录都是固定长度的，这种存储方式的优点是存储非常迅速，容易缓存，出现故障容易恢复；缺点是占用的空间通常比动态表多。

(2) 动态表

  动态表包含可变字段（varchar），记录不是固定长度的，这样存储的优点是占用空间较少，但是频繁的更新、删除记录会产生碎片，需要定期执行 OPTIMIZE TABLE 语句或 myisamchk -r 命令来改善性能，并且出现故障的时候恢复相对比较困难。

(3) 压缩表

  压缩表由 myisamchk 工具创建，占据非常小的空间，因为每条记录都是被单独压缩的，所以只有非常小的访问开支。

3. MyISAM 适用的生产场景

• 公司业务不需要事务的支持
• 单方面读取或写入数据比较多的业务
• 使用读写并发访问相对较低的业务
• 数据修改相对较少的业务
• 对数据业务一致性要求不是非常高的业务
• 服务器硬件资源相对比较差

总结：
适合于单方向（读或写）的任务场景、同时并发量不高、对于事务要求不高的场景。

三、InnoDB 存储引擎

1. InnoDB 特点

• 支持事务，支持 4 个事务隔离级别
  MySQL 从 5.5.5 版本开始，默认的存储引擎为 InnoDB，5.5 之前是 myisam（isam）

• 读写阻塞与事务隔离级别相关

• 能非常高效的缓存索引和数据

• 表与主键以簇的方式存储

• 支持分区、表空间，类似 oracle 数据库

• 支持外键约束，5.5 前不支持全文索引，5.5 后支持全文索引

• 适合对硬件资源要求还是比较高的场合

• 行级锁定，但是全表扫描仍然会是表级锁定（select ）
  update table set a=1 where user like '%lic%';

• InnoDB 中不保存表的行数，如执行 select count(*) from table; 时，InnoDB 需要扫描一遍整个表来计算有多少行，但是 MyISAM 只要简单的读出保存好的行数即可。需要注意的是，当 count(*) 语句包含 where 条件时 MyISAM 也需要扫描整个表

• 对于自增长的字段，InnoDB 中必须包含只有该字段的索引，但是在 MyISAM 表中可以和其他字段一起建立组合索引

• 清空整个表时，InnoDB 是一行一行的删除，效率非常慢。MyISAM 则会重建表（truncate）

2. InnoDB 适用的生产场景

• 业务需要事务的支持
• 行级锁定对高并发有很好的适应能力，但需要确保查询时通过索引来完成
• 业务数据更新较为频繁的场景，如论坛、微博等
• 业务数据一致性要求较高，例如银行业务
• 硬件设备内存较大，利用 InnoDB 较好的缓存能力来提高内存利用率，减少磁盘 IO 的压力

3. 死锁

• MyISAM：表级锁定
• InnoDB：行级锁定

当两个请求分别 访问/读取 2 行记录，同时又需要读取对方的记录数据，因为（行锁的限制）而造成了阻塞的现象。

MySQL死锁及解决方案
mysql 死锁怎么解决

四、企业选择存储引擎依据

• MyISAM（表级锁）：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低
• InnoDB（行级锁）：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高

选择存储引擎，我们需要考虑以下几点：

• 支持的字段和数据类型

  • 所有引擎都支持通用的数据类型
  • 但不是所有的引擎都支持其它的字段类型，如二进制对象

• 锁定类型

  • 表锁定：MyISAM 支持
  • 行锁定：InnoDB 支持

• 索引的支持

  • 建立索引在搜索和恢复数据库中的数据时能显著提高性能
  • 不同的存储引擎提供不同的制作索引的技术
  • 有些存储引擎根本不支持索引

• 事务处理的支持

  • 提高在向表中更新和插入信息期间的可靠性
  • 可根据企业业务是否要支持事务选择存储引擎

  总的来说，业务场景如果并发量大，建议使用 InnoDB；如果单独写入、插入或者读取操作较多，建议使用 MyISAM。

五、存储引擎的查看与修改

1. 查看系统支持的存储引擎

show engines;

示例：

MySQL root@localhost:(none)> show engines;
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+--------+------------+
| Engine             | Support | Comment                                                        | Transactions | XA     | Savepoints |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+--------+------------+
| InnoDB             | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys     | YES          | YES    | YES        |
| MRG_MYISAM         | YES     | Collection of identical MyISAM tables                          | NO           | NO     | NO         |
| MEMORY             | YES     | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables      | NO           | NO     | NO         |
| BLACKHOLE          | YES     | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO           | NO     | NO         |
| MyISAM             | YES     | MyISAM storage engine                                          | NO           | NO     | NO         |
| CSV                | YES     | CSV storage engine                                             | NO           | NO     | NO         |
| ARCHIVE            | YES     | Archive storage engine                                         | NO           | NO     | NO         |
| PERFORMANCE_SCHEMA | YES     | Performance Schema                                             | NO           | NO     | NO         |
| FEDERATED          | NO      | Federated MySQL storage engine                                 | <null>       | <null> | <null>     |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+--------+------------+

9 rows in set
Time: 0.013s

2. 查看表使用的存储引擎

方法一

show table status from 库名 where name='表名'\G;

示例：

MySQL root@localhost:(none)> show table status from mysql where name='user'\G;
***************************[ 1. row ]***************************
Name            | user
Engine          | MyISAM
Version         | 10
Row_format      | Dynamic
Rows            | 2
Avg_row_length  | 132
Data_length     | 408
Max_data_length | 281474976710655
Index_length    | 4096
Data_free       | 144
Auto_increment  | <null>
Create_time     | 2021-10-21 14:07:58
Update_time     | 2021-10-23 09:38:46
Check_time      | <null>
Collation       | utf8_bin
Checksum        | <null>
Create_options  | 
Comment         | Users and global privileges

1 row in set
Time: 0.003s

方法二

use 库名;
show create table 表名;

示例：

MySQL root@localhost:(none)> use info;
You are now connected to database "info" as user "root"
Time: 0.001s
MySQL root@localhost:info> show tables;
+----------------+
| Tables_in_info |
+----------------+
| member         |
| test           |
| test3          |
+----------------+
3 rows in set
Time: 0.007s
MySQL root@localhost:info> show create table test;
+-------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table                                                                                                                                                                    |
+-------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| test  | CREATE TABLE "test" (\n  "id" int(4) NOT NULL,\n  "name" varchar(10) NOT NULL,\n  "cardid" varchar(18) NOT NULL,\n  KEY "id_index" ("id")\n) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 |
+-------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

1 row in set
Time: 0.008s
MySQL root@localhost:info> show create table test\G;
***************************[ 1. row ]***************************
Table        | test
Create Table | CREATE TABLE "test" (
  "id" int(4) NOT NULL,
  "name" varchar(10) NOT NULL,
  "cardid" varchar(18) NOT NULL,
  KEY "id_index" ("id")
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

1 row in set
Time: 0.001s

3. 修改存储引擎

(1) 通过 alter table 修改

use 库名;
alter table 表名 engine=MyISAM;

示例：

MySQL root@localhost:info> use info;
You are now connected to database "info" as user "root"
Time: 0.001s
MySQL root@localhost:info> alter table test engine=myisam;
You're about to run a destructive command.
Do you want to proceed? (y/n): y
Your call!
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.013s
MySQL root@localhost:info> show create table test\G;
***************************[ 1. row ]***************************
Table        | test
Create Table | CREATE TABLE "test" (
  "id" int(4) NOT NULL,
  "name" varchar(10) NOT NULL,
  "cardid" varchar(18) NOT NULL,
  KEY "id_index" ("id")
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8

1 row in set
Time: 0.001s

(2) 修改 /etc/my.cnf 配置文件

vim /etc/my.cnf
#添加如下模块
[mysqld]
default-storage-engine=INNODB

#重启 mysql 服务
systemctl restart mysqld.service

注意：此方法只对修改了配置文件并重启 mysql 服务后新创建的表有效，已经存在的表不会有变更。

(3) 创建表时指定存储引擎

use 库名;
create table 表名(字段1 数据类型,...) engine=MyISAM;

示例：

MySQL root@localhost:(none)> use info;
You are now connected to database "info" as user "root"
Time: 0.001s
MySQL root@localhost:info> create table hello(name varchar(10),age char(4)) engine=myisam;
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.004s
MySQL root@localhost:info> show create table hello\G;
***************************[ 1. row ]***************************
Table        | hello
Create Table | CREATE TABLE "hello" (
  "name" varchar(10) DEFAULT NULL,
  "age" char(4) DEFAULT NULL
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8

1 row in set
Time: 0.001s