MySQL 存储引擎

MySQL 存储引擎

1、概念

储存引擎 是MySQL数据库中的组件，负责执行实际的数据I/O操作，工作在文件系统之上，数据库的数据会先传到存储引擎，再会按照存储引擎的存储格式保存到文件系统中

2、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。

2.1 MyISAM特点

MyISAM是MySQL数据库的一种存储引擎，它具有以下特点：

(1)锁级别：MyISAM采用表级锁定（table-level locking），这意味着当一个线程对表进行写操作时，其他线程无法同时进行写操作，可能会导致并发性能下降。

(2)适用场景：MyISAM适合于读操作比较频繁的应用，例如信息检索、查询较多的web应用等。

(3)索引机制：MyISAM使用B+树索引结构，支持全文索引功能，可以在文本内容中进行高效的搜索。

(4)不支持事务和外键：MyISAM不支持事务（transactions）和外键（foreign key），这意味着无法执行事务的原子性、一致性、隔离性和持久性，也无法通过外键建立表之间的关联。

(5)存储结构：MyISAM将表的数据和索引存储在不同的文件中，这样可以提高读操作的性能。
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)

(6)表级别的崩溃恢复：MyISAM在发生崩溃时，只能进行整个表的恢复，无法做到部分数据的恢复。

需要注意的是，MySQL 5.5版本之后，InnoDB存储引擎被默认选为MySQL的默认引擎，因为InnoDB支持事务、行级锁定等功能，更适合于复杂的高并发应用。因此，在选择存储引擎时，需要根据应用的特点来合理选择。

2.2 InnoDB特点

InnoDB是MySQL数据库的一种存储引擎，它具有以下特点：

(1)事务支持：InnoDB支持ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）事务，可以确保数据的完整性和一致性。可以使用COMMIT和ROLLBACK命令来控制事务的提交或回滚。

(2)行级锁定：InnoDB采用行级锁定（row-level locking），这意味着不同的线程可以同时对表中的不同行进行读写操作，提高了并发性能并减少了锁冲突。

(3)外键支持：InnoDB支持外键（foreign key）约束，可以建立表之间的关联关系，通过引用完整性约束来保证数据的一致性。

(4)高并发性能：InnoDB采用多版本并发控制（MVCC）机制，可以支持高并发的读写操作，避免了读写之间的冲突。

(5)缓存机制：InnoDB维护了一个缓冲池（buffer pool），用于存储数据和索引的内存缓存，可以加快数据的读取和写入速度。

(6)热备份：InnoDB支持在线备份和恢复，可以在不影响数据库正常运行的情况下进行备份和恢复操作。

(7)兼容性：InnoDB兼容标准的SQL语法，并且支持各种常见的SQL操作，如JOIN查询、子查询等。

需要注意的是，InnoDB相较于MyISAM占用更多的存储空间，因为它需要额外的数据结构和日志来支持事务和并发控制，而且在某些特定的场景下，MyISAM的性能可能优于InnoDB。因此，在选择存储引擎时，需要考虑应用的性能需求和数据一致性的要求。

3、MyISAM 表支持的存储格式

（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。

（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。

4、查看表的存储引擎

4.1 查看系统支持的存储引擎

show engines;

4.2 查看表使用的存储引擎

方法一：
show table status from 库名 where name='表名'\G
show table status from kkk where name='www'\G

方法二：
use 库名;
show create table 表名;

5、修改存储引擎

5.1 通过 alter table 修改

use kkk;
alter table www engine=MyISAM;
#修改www表的存储引擎为MyISAM

5.2 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 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。

5.3 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;

use kkk;
create table test3(id int) engine=MyISAM;

show table status from kkk where name='test3'\G
#查看

6、InnoDB行锁与索引的关系

6.1、行级锁定

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;	
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=22;
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。

create database kkk1;
#创建数据库kkk1
use kkk1;

create table t1(id int, 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);

select * from t1;
alter table t1 add primary key(id);
#添加主键
alter table t1 add index name_index(name);
#添加普通索引
show create table t1;
#查看t1的存储引擎是不是InnoDB，如果不是就修改为InnoDB

6.1.1 测试锁住整行记录

#开启一个事务
#终端1
select * from t1;
begin;
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。
select * from t1;

#终端2
select * from t1;
begin;
select * from t1;
#看不到终端1执行的操作
show session variables like '%isolation%';
#当前事务用的是可重复读隔离级别，所以看不到未提交的操作
update t1 set age=30 where id=1;
#终端2再对id=1做操作时就会卡住，因为终端1的事务正在对id=1的这条数据在做操作，innodb对于主键使用了聚簇索引，会直接锁住整行记录，所以终端2会卡住
rollback;
#终端1和终端2都rollback

6.1.2 测试锁住相应主键对应的记录

#终端1
begin;
select * from t1;
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。
select * from t1;
#第1行和第3行被删掉了

#终端2
begin;
select * from t1;
update t1 set age=30 where id=5;
#可以操作
update t1 set age=30 where id=1;
update t1 set age=30 where id=3;
#不能操作，被锁住了
rollback;
#终端1和终端2都rollback

6.1.3 测试各个记录都将加上锁

#终端1
begin;
select * from t1;
delete from t1 where age=22;
#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。
select * from t1;
#第1行被删掉了

#终端2
begin;
select * from t1;
update t1 set age=30 where id=5;
update t1 set age=30 where id=1;
update t1 set age=30 where id=4;
#不能操作，都被锁住了
rollback;
#终端1和终端2都rollback

6.2、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。

#终端1
begin;
select * from t1;
delete from t1 where id=1;
#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

#终端2
begin;
select * from t1;
delete from t1 where name='bbb';
#name字段是普通索引，会先锁住索引的两行就是2、4两行，接着会锁住相应主键对应的记录

#终端1
update t1 set age=30 where id=2;
#死锁发生

#终端2
update t1 set age=30 where id=1;
#死锁发生
rollback;
#终端1和终端2都rollback

6.3、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。