MySQL存储引擎

一、MySQL体系结构

 连接层：
       最上层是一些客户端和链接服务，主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。
服务层：
       第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。
引擎层：
       存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过APl和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。
存储层：
      主要是将数据存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

二、存储引擎简介

存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式。存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。
MySQL默认的存储引擎是InnoDB。

--查询建表语句

  show create table 表名;

--建表时指定存储引擎

  CREATE TABLE 表名(

    ...

  ) ENGINE=INNODB;

-- 查看当前数据库支持的存储引擎

  show engines;

其中Engine代表引擎，Support代表是否支持。

三、默认存储引擎InnoDB引擎

InnoDB 是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎，在 MySQL 5.5 之后，InnoDB 是默认的 MySQL 引擎。

特点：

• DML 操作遵循 ACID 模型，支持事务
• 行级锁，提高并发访问性能
• 支持外键约束，保证数据的完整性和正确性

文件：

• xxx.ibd: xxx代表表名，InnoDB 引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件，存储该表的表结构（frm、sdi）、数据和索引。

参数：innodb_file_per_table，决定多张表共享一个表空间还是每张表对应一个表空间

innodb_file_per_table 是一个 MySQL 配置参数，用于指定 InnoDB 存储引擎是否为每个表单独创建一个独立的数据文件。

当 innodb_file_per_table 参数设置为 ON 时，每个创建的表都会有一个对应的独立数据文件，该文件存储与该表相关的数据。这意味着每个表的数据可以被独立管理和操作，也可以独立进行备份和恢复操作。这种模式下，InnoDB 表空间被分割成多个文件。

当 innodb_file_per_table 参数设置为 OFF（默认值）时，所有的 InnoDB 表将使用共享的系统表空间，即一个大的共享数据文件（如 ibdata1）。在这种模式下，所有的表共享同一个数据文件，因此表之间的数据并没有明确的物理隔离，可能会导致一些管理和维护上的挑战。

知识点：

查看 Mysql 变量：
  show variables like 'innodb_file_per_table';

从idb文件提取表结构数据：
   （在cmd运行）
  ibd2sdi xxx.ibd

InnoDB 逻辑存储结构：

InnoDB 是一种流行的存储引擎，用于 MySQL 关系型数据库管理系统。它具有以下几个主要的逻辑存储结构：

1. 表空间（Tablespace）：

   • 共享表空间（Shared Tablespace）：默认情况下，所有的 InnoDB 表共享一个共享表空间文件（通常是 ibdata1）。这个文件包含了所有表的数据和索引。
   • 独立表空间（Individual Tablespace）：如果启用了 innodb_file_per_table 参数，每个表将拥有自己独立的表空间文件。这些文件位于数据目录中，以表名为基础命名。

2. 段（Segment）：

   • 数据段（Data Segment）：存储表的数据。每个表在共享表空间中都有一个对应的数据段。
   • 索引段（Index Segment）：存储表的索引。每个表在共享表空间中也有一个对应的索引段。

3. 区（Extent）：

   • 区是磁盘上分配的连续存储区域。一个区通常包含多个页。
   • 页（Page）是 InnoDB 存储引擎的最小单位。每个页默认大小为16KB，包含一部分数据或索引。

4. 行（Row）：

   • InnoDB 存储引擎使用 B+ 树索引结构来组织数据和索引。每个 B+ 树节点中的行存储实际的表数据。

值得注意的是，InnoDB 存储引擎还有其他一些辅助的逻辑结构，如回滚段（Rollback Segment）、撤销日志（Undo Log）等，用于支持事务的 ACID 特性。但这些结构不属于 InnoDB 的主要逻辑存储结构。

这些逻辑存储结构共同工作，使得 InnoDB 存储引擎能够高效地管理和访问数据库表的数据和索引，并提供高性能和可靠的事务处理能力。

四、存储引擎-MyISAM和Memory

4.1  MyISAM存储引擎

MyISAM 是 MySQL 早期的默认存储引擎。

特点：

• 不支持事务，不支持外键
• 支持表锁，不支持行锁
• 访问速度快

文件：（以MyISAM为存储引擎建立的表，磁盘中默认有下面三个文件 ）

• xxx.sdi: 存储表结构信息
• xxx.MYD: 存储数据
• xxx.MYI: 存储索引

4.2  Memory存储引擎

Memory 引擎的表数据是存储在内存中的，受硬件问题、断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。

特点：

• 存放在内存中，速度快
• hash索引（默认）

文件：

• xxx.sdi: 存储表结构信息

 4.3  存储引擎的区别、特点

特点	InnoDB	MyISAM	Memory
存储限制	64TB	有	有
事务安全	支持	-	-
锁机制	行锁	表锁	表锁
B+tree索引	支持	支持	支持
Hash索引	-	-	支持
全文索引	支持（5.6版本之后）	支持	-
空间使用	高	低	N/A
内存使用	高	低	中等
批量插入速度	低	高	高
支持外键	支持	-	-

面试题：InnoDB和MyISAM的区别?（事务、外键、行级锁的区别）

1. 事务支持：InnoDB是一个支持事务处理的存储引擎，它遵循ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）属性。这使得InnoDB适合处理需要数据完整性和并发控制的应用程序。而MyISAM不支持事务处理。

2. 锁机制：InnoDB使用行级锁定来提供更好的并发控制，只锁定被修改的行，而不是整个表。这使得多个用户可以同时读取和修改不同的行，从而提高了并发性能。MyISAM使用表级锁定，当一个用户对表进行写操作时，其他用户无法对该表进行读或写操作。

3. 数据完整性：InnoDB支持外键约束，可以保证数据的完整性，确保关联表之间的数据一致性。MyISAM不支持外键约束，需要在应用程序层面进行手动管理。

4. 数据缓存：InnoDB通过使用缓冲池（buffer pool）来缓存数据和索引，默认情况下将内存的80%用作缓冲池。这样可以加快数据的读取速度。MyISAM则依赖于操作系统的缓存来管理数据和索引的读取。

5. 崩溃恢复：InnoDB支持崩溃恢复，具有自动恢复功能，可以在数据库发生故障或断电后保证数据的一致性。MyISAM在崩溃后需要进行手动修复，并且可能会导致数据损坏或丢失。

五、存储引擎的选择

在选择存储引擎时，应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统，还可以根据实际情况选择多种存储引擎进行组合。

• InnoDB: 如果应用对事物的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询之外，还包含很多的更新、删除操作，则 InnoDB 是比较合适的选择
• MyISAM: 如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不高，那这个存储引擎是非常合适的。
• Memory: 将所有数据保存在内存中，访问速度快，通常用于临时表及缓存。Memory 的缺陷是对表的大小有限制，太大的表无法缓存在内存中，而且无法保障数据的安全性

电商中的足迹和评论适合使用 MyISAM 引擎，缓存适合使用 Memory 引擎。

目前开发中，MyISAM 引擎通常被MongoDB替代， Memory 引擎通常被Redis替代。