MySQL进阶篇（一）存储引擎-编程知识

一、MySQL 体系结构

（1） 连接层
最上层是一些客户端和链接服务，包含本地 sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于TCP/IP的通信。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。在该层上引入了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。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。
（2）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。在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序，是否利用索引等，最后生成相应的执行操作。如果是 select 语句，服务器还会查询内部的缓存，如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。
（3）引擎层
存储引擎层，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API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。数据库中的索引是在存储引擎层实现的。
（4）存储层
数据存储层，主要是将数据(如: redolog、undolog、数据、索引、二进制日志、错误日志、查询日志、慢查询日志等)存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

二、存储引擎介绍

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。

（1）建表时指定存储引擎

CREATE TABLE 表名( 字段1 字段1类型 [ COMMENT 字段1注释 ] , ...... 字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释 ] 
) ENGINE = INNODB [ COMMENT 表注释 ] ;

（2）查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

在这里插入图片描述

三、存储引擎特点

1. InnoDB

1.1 介绍

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 存储引擎。

1.2 特点

（1）DML 操作遵循 ACID 模型，支持事务；
（2） 行级锁，提高并发访问性能；
（3）支持外键 FOREIGN KEY 约束，保证数据的完整性和正确性；

1.3 文件

xxx.ibd ： xxx 代表的是表名， 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- 早期的、 sdi- 新版的）、数据和索引。
参数： innodb_file_per_table

show variables like 'innodb_file_per_table';

在这里插入图片描述

如果该参数开启，代表对于 InnoDB 引擎的表，每一张表都对应一个 ibd 文件。我们直接打开 MySQL 的数据存放目录： C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\Data ，这个目录下有很多文件夹，不同的文件夹代表不同的数据库，我们直接打开itcast文件夹。

可以看到里面有很多的 ibd 文件，每一个 ibd 文件就对应一张表，比如：我们有一张表 account，就有这样的一个 account.ibd 文件，而在这个 ibd 文件中不仅存放表结构、数据，还会存放该表对应的索引信息。而该文件是基于二进制存储的，不能直接基于记事本打开，我们可以使用 mysql 提供的一个指令 ibd2sdi ，通过该指令就可以从 ibd 文件中提取 sdi 信息，而 sdi 数据字典信息中就包含该表的表结构。

1.4 逻辑存储结构

（1）表空间 : InnoDB 存储引擎逻辑结构的最高层，ibd 文件其实就是表空间文件，在表空间中可以包含多个 Segment 段。
（2）段 : 表空间是由各个段组成的，常见的段有数据段、索引段、回滚段等。InnoDB 中对于段的管理，都是引擎自身完成，不需要人为对其控制，一个段中包含多个区。
（3）区 : 区是表空间的单元结构，每个区的大小为 1M。默认情况下， InnoDB 存储引擎页大小为 16 K，即一个区中一共有 64 个连续的页。
（4）页 : 页是组成区的最小单元，页也是 InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为 16KB。为了保证页的连续性，InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请 4-5 个区。
（5）行 : InnoDB 存储引擎是面向行的，也就是说数据是按行进行存放的，在每一行中除了定义表时所指定的字段以外，还包含两个隐藏字段(后面会详细介绍)。

2. MyISAM

2.1 介绍

MyISAM 是 MySQL 早期的默认存储引擎。

2.2 特点

（1）不支持事务，不支持外键。
（2）支持表锁，不支持行锁。
（3）访问速度快。

2.3 文件

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

3. Memory

3.1 介绍

Memory 引擎的表数据时存储在内存中的，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。

3.2 特点

（1）内存存放
（2）hash 索引（默认）

3.3 文件

xxx.sdi ：存储表结构信息

4. 区别及特点

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四、存储引擎选择

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。
（1）InnoDB：是 Mysql 的默认存储引擎，支持事务、外键。如果应用对事务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，那么 InnoDB 存储引擎是比较合适的选择。
（2）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、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。
（3）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的缺陷就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。