MySQL数据库——存储引擎

一、MySQL存储引擎

1.存储引擎的概念

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

2.常用存储引擎

常用存储引擎：InnoDB、MyISAM

MyISAM： 不支持事务和外键约束，占用资源较小，访问速度快，表级锁定，支持全文索引，适用于不需要事务处理，单独写入或查询的应用场景。
InnoDB： 支持事务处理、外键约束，缓存能力较好，支持行级锁定，读写并发能力较好，5.5版本后支持全文索引，适用于一致性要求高、数据更新频繁的应用场景。

3.存储引擎的分类

存储引擎	分类
MyISAM	Mysql 5.5之前的默认数据库引擎，最为常用。拥有较高的插入，查询速度，但不支持事务；
InnoDB	事务型速记的首选引擎，支持ACID事务，支持行级锁定，MySQL5.5成为默认数据库引擎；
Memory	所有数据置于内存的存储引擎，拥有极高的插入，更新和查询效率。但是会占用和数据量成正比的内存空间。并且其内容会在MYSQL重新启动是会丢失；
Archive	非常适合存储大量的独立的，作为历史记录的数据。因为它们不经常被读取。Archive 拥有高效的插入速度，但其对查询的支持相对较差；
Federated	将不同的 MySQL 服务器联合起来，逻辑上组成一个完整的数据库。非常适合分布式应用；
CSV	逻辑上由逗号分割数据的存储引擎。它会在数据库子目录里为每个数据表创建一个 .csv 文件。这是一种普通文本文件，每个数据行占用一个文本行。CSV 存储引擎不支持索引。
BlackHole	黑洞引擎，写入的任何数据都会消失，一般用于记录 binlog 做复制的中继；
ERFORMANCE_SCHEMA	存储引擎该引擎主要用于收集数据库服务器性能参数；
Mrg_Myisam Merge	存储引擎，是一组MyIsam的组合，也就是说，他将MyIsam引擎的多个表聚合起来，但是他的内部没有数据，真正的数据依然是MyIsam引擎的表中，但是可以直接进行查询、删除更新等操作；

4.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

二、MyISAM 存储引擎

1 MyISAM的相关了解

1. 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。
2. 访问速度快，对事务完整性没有要求。
3. MylSAM适合查询、插入为主的应用。
4. 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 MyISAM的特点

1. 表级锁定形式，数据在更新时锁定整个表
2. 数据库在读写过程中相互阻塞：
3. 会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取
4. 也会在数据读取的过程中阻塞用户的数据写入数据单独写入或读取，速度过程较快且占用资源相对少。

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

4.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
• MyISAM存储引擎数据读写都比较频繁场景不适合
• 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

三、InnoDB 存储引擎

1 InnoDB的相关了解

1. 支持事务，支持4个事务隔离级别
2. MySQL从5.5.5版本开始，默认的存储引擎为InnoDB
3. 读写阻塞与事务隔离级别相关
4. 能非常高效的缓存索引和数据
5. 表与主键以簇的方式存储 BTREE
6. 支持分区、表空间，类似oracle数据库
7. 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
8. 对硬件资源要求还是比较高的场合
9. 行级锁定，但是全表扫描仍然会是表级锁定
10. 使用like进行模糊查询时，会进行全表扫描，锁定整个表。
11. 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。
12. 使用索引进行查询，则是行级锁定。

2 InnoDB的特点

1. 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。
2. 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。
3. 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.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，但需确保查询是通过索引来完成。
• 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。(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。

四、MyISAM和InnoDB的区别

MyISAM：不支持事务和外键约束，占用资源较小，访问速度快，表级锁定，支持全文索引，适用于不需要事务处理，单独写入或查询的应用场景。 存储格式： 表名.frm（表结构文件） 表名.MYD（数据文件） 表名.MYI（索引文件）

InnoDB：支持事务处理、外键约束，缓存能力较好，支持行级锁定，读写并发能力较好，5.5版本后支持全文索引，适用于一致性要求高、数据更新频繁的应用场景。表名.frm（表结构文件） 表名.idb（表数据文件/索引文件） db.opt（表属性文件）

功能	MyISAM	InnoDB
存储限制	256TB	64TB
事务	不支持	支持
全文索引	支持	不支持
B树索引	支持	支持
哈希索引	不支持	不支持
集群索引	不支持	支持
数据索引	不支持	支持
数据压缩	支持	不支持
空间使用率	低	高
外键	不支持	支持

五、Mysql存储引擎的管理

1.查看系统支持的存储引擎

show engines;

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

方法二：
use 库名;
show create table 表名;

3.修改存储引擎

方法一：通过 alter table 修改
use 库名;
alter table 表名 engine=MyISAM;

方法二：通过修改 /etc/my.cnf 配置文件，指定默认存储引擎并重启服务

vim /etc/my.cnf
......
[mysqld]
......
default-storage-engine=INNODB

systemctl restart mysql.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。

方法三：通过 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=MyISAM;

六、InnoDB的索引和锁的关系

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（一般称为表锁）。

1.表锁

1）
delete from t1 where id=1;
如果id字段是主键，innodb对于主键使用了聚簇索引，会直接锁住整行记录。

2）
delete from t1 where name=‘aaa’;
如果name字段是普通索引，会先锁住索引的两行，接着会锁住相应主键对应的记录。

3）
delete from t1 where age=23;
如果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。

2.死锁

死锁一般是事务相互等待对方资源，最后形成环路造成的。

案例：
create table t1(id int primary key, name char(3), 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);

session 1								session 2
begin;									begin;
delete from t1 where id=5;	
										select * from t1 where id=1 for update;
delete from t1 where id=1; #死锁发生	

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。