MySQL数据库之存储引擎
一、存储引擎的概念
1.1 什么是存储引擎
- MySQL中的数据用各种不下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。
- 存储引擎是MySQL数据库中的组件，负责执行实际的数据I/O操作。
- MySQL系统中，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。
1.2 MySQL常用的存储引擎：
- MylSAM
- InnoDB
注意：一个表只能使用一个存储引擎，一个库中不同的表可以使用不同的存储引擎。
二、MyISAM存储引擎
2.1 MylSAM介绍
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MylSAM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。
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访问速度快，对事务完整性没有要求。
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MylSAM适合查询、插入为主的应用。
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MylSAM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)
2.2 MylSAM的特点
-
表级锁定形式，数据在更新时锁定整个表。
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数据库在读写过程中相互阻塞：
- 会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取
- 也会在数据读取的过程中阻塞用户的数据写入
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数据单独写入或读取，速度过程较快且占用资源相对少。
2.3 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，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（因为会产生磁盘碎片，而且存储空间不是连续的）。
（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。（压缩的过程中会占用CPU性能）
2.4 MyISAM使用的生产场景举例
- 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
- MylSAM存储引擎数据读写都比较频繁场景不适合（因为读写是互相阻塞的）
- 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-致性要求不是非常高的业务
- 服务器硬件资源相对比较差（MyISAM占用资源相对少）
三、InnoDB存储引擎
3.1 InnoDB介绍
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支持事务，支持4个事务隔离级别
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MySQL从5.5.5版本开始，默认的存储引擎为InnoDB
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读写阻塞与事务隔离级别相关
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能非常高效的缓存索引和数据
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表与主键以簇的方式存储 BTREE
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支持分区、表空间，类似oracle数据库
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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
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对硬件资源要求还是比较高的场合
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行级锁定，但是全表扫描仍然会是表级锁定，如
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update table set a=1 where user like '%zhang%';
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注意：
- 使用like进行模糊查询时，会进行全表扫描，锁定整个表。
- 对没有创建索引的字段进行查询，也会进行全表扫描锁定整个表。
- 使用索引进行查询，则是行级锁定。
3.2 InnoDB的特点
-
InnoDB中不保存表的行数，如
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。
-
delete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。
3.2 InnoDB适用生产场景分析
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业务需要事务的支持。
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行级锁定对高并发有很好的适应能力，但需确保查询是通过索引来完成。
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业务数据更新较为频繁的场景。
- 如：论坛，微博等。
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业务数据一致性要求较高。
- 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。
3.3 MyISAM和InnoDB的区别：
MyISAM： 不支持事务和外键约束，占用空间较小，访问速度快，表级锁定，适用于不需要事务处理、单独写入或查询的应用场景。（写入和查询不一起使用的场景）
InnoDB： 支持事务处理、外键约束、占用空间比MyISAM 大，支持行级锁定，读写开发能力较好，适用于需要事务处理、读写频繁的应用场景。
四、企业选择存储引擎依据
1、需要考虑每个存储引擎提供了哪些不同的核心功能及应用场景。
2、支持的字段和数据类型
- 所有引擎都支持通用的数据类型
- 但不是所有的弓|擎都支持其它的字段类型，如二进制对象.
3、锁定类型：不同的存储引擎支持不同级别的锁定
- 表锁定：MyISAM 支持
- 行锁定：InnoDB 支持
五、查看和修改存储引擎
5.1 查看存储引擎
1）查看系统支持的存储引擎
show engines;
------------------输出包含以下列：----------------------
#Engine：存储引擎的名称。
#Support：YES表示引擎受支持且处于活动状态，NO表示不支持，DEFAULT表示默认存储引擎。DISABLED表示支持引擎但已将其禁用。
#Comment：存储引擎的简要说明。
#Transactions：存储引擎是否支持事务。
#XA：存储引擎是否支持XA事务。
#Savepoints：存储引擎是否支持回滚点（标记点）。
2）查看数据表使用的存储引擎
方法一：
show table status from 库名 where name='表名'\G
方法二：
use 库名;
show create table 表名;
5.2 修改存储引擎
方法一：alter table修改
修改当前数据表使用的存储引擎。
use 库名;
alter table 表名 engine=存储引擎名称;
例：
use school;
alter table class engine=MyISAM; #将class表的存储引擎修改为MyISAM
#注意：因为MyISAM不支持外键约束，如果数据表设置了外键，则无法修改为MyISAM。注： MyISAM不支持外键约束，如果数据表设置了外键，则无法修改为MyISAM
方法二：修改配置文件，指定默认存储引擎
注意：此方法只对修改配置文件并重启mysql服务之后新创建的表有效，已经存在的表不会有变更。
创建数据表时如果没有指定存储引擎，则会使用默认存储引擎。
vim /etc/my.cnf
......
[mysqld]
default-storage-engine=InnoDB #修改这一行，指定默认存储引擎为InnoDB
systemctl restart mysqld #重启服务
方法三：create table 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=存储引擎名称;
use school;
create table teacher(id int,name varchar(10)) engine=MyISAM;
#指定存储引擎为MyISAM
六、InnoDB行锁与索引的关系
准备一个数据表t1：
use ky;
create table t1(id int primary key,name char(10),age int);
insert into t1 values(1,'aaa',22);
insert into t1 values(2,'bbb',23);
insert into t1 values(3,'aaa',24);
insert into t1 values(4,'bbb',25);
insert into t1 values(5,'ccc',26);
insert into t1 values(6,'zzz',27);
alter table t1 add index name_index(name); #对name字段创建普通索引
6.1 行级锁定与表级锁定
InnoDB行锁是通过给索引项加锁来实现的，如果没有索引，InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。
1）delete from t1 where id=1;
因为id字段是主键，Innodb对于主键使用了聚簇索引，删除过程中会直接锁住整行记录。行级锁定。
2）delete from t1 where name='aaa';
因为name字段是普通索引，会先锁住索引的两行（因为aaa有两行），接着会锁住相应主键对应的记录。行级锁定。
3）delete from t1 where age=23;
因为age字段没有索引，会使用全表扫描过滤，这时表上的各个记录都将加上锁。表级锁定
6.2 死锁：
for update： 可以为数据库中的行上一个排它锁。当一个事务的操作未完成时，其他事务可以读取该行数据，但是不能写入、更新或删除。
例：
什么是死锁? 怎么解决?
死锁是指两个或多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方的资源，从而导致恶性循环的现象。常见的解决死锁的方法
如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同的顺序访问表，可以大大降低死锁机会。2、在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率:
3、对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率:如果业务处理不好可以用分布式事务锁或者使用乐观锁
如何尽可能避免死锁 ?
1) 使用更合理的业务逻辑，以固定的顺序访问表和行
2) 大事务拆小。大事务更倾向于死锁，如果业务允许，将大事务拆小。
3)在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率。
4)降低隔离级别。如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁
5)为表添加合理的索引。如果不使用索引将会为表的每一行记录添加上锁，死锁的概率大大增大。
总结：
1.MyISAM和InnoDB的区别：
MyISAM： 不支持事务和外键约束，占用空间较小，访问速度快，表级锁定，适用于不需要事务处理、单独写入或查询的应用场景。（写入和查询不一起使用的场景）
InnoDB： 支持事务处理、外键约束、占用空间比MyISAM 大，支持行级锁定，读写开发能力较好，适用于需要事务处理、读写频繁的应用场景
2.查看系统支持的存储引擎：
show engines;
3.查看表使用的存储引擎：
方法一：show table status from 库名 where name='表名'\G
方法二：show create table 表名;
4.修改存储引擎：
方法一：修改已存在的表使用的存储引擎
alter table 表名 engine=存储引擎名称;
方法二：修改配置文件，指定默认存储引擎
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
default-storage-engine=InnoDB #修改这一行，指定默认存储引擎为InnoDB
systemctl restart mysqld #重启服务
方法三：创建表时指定存储引擎
create table 表名(字段1 数据类型,...) engine=存储引擎名称;