MySQL进阶:MySQL的体系结构及存储引擎

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希望文章对你们有所帮助

数据库的相关知识大家肯定都学过,而且SQL语句的学习不只是在一门课中学习过,但是我们所学习的内容都是很简单的操作。
但是企业中需要我们对于数据库的掌握不止于此,需要掌握底层的很多使用和原理,并且有许多大企业的招聘需求中还必须要我们有SQL调优的经验,因此在这里做个总结。
如果要达到企业的需求,必须还要进行进阶,包括以下内容:

(1)MySQL的存储引擎
(2)底层的索引
(3)性能的分析
(4)索引的使用
(5)SQL性能的优化
(6)MySQL的高级使用(视图、存储过程、触发器)
(7)锁:(全局锁、表级锁、行级锁)
(8)MVCC以及MySQL管理的相关知识

除了这些内容,最好还可以学习一些MySQL关于运维的知识,这些内容学习后如果要总结就再开一个专栏。

MySQL的体系结构及存储引擎

  • MySQL体系结构
  • 存储引擎介绍
  • 存储引擎特点
    • InnoDB
    • MyISAM
    • Memory
    • 区别及特点
    • 存储引擎选择
    • 高频面试题

MySQL体系结构

在这里插入图片描述
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。

存储引擎介绍

存储引擎是mysql数据库的核心,我们需要在合适的场景选择合适的存储引擎。
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。
因此在创建表的时候,可以指定存储引擎,若没有就会选择默认的存储引擎(MySQL的默认存储引擎为InnoDB)。

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;

存储引擎特点

InnoDB

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。

2、特点

(1)DML(增删改)操作遵循ACID模型(原子性、持久性、隔离性、一致性),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;

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';

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,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,文件夹中有很多的ibd文件,每个ibd文件对应一张表。

4、逻辑存储结构
在这里插入图片描述

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。
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。
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16K, 即一个区中一共有64个连续的页。
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。
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(在优化SQL的时候学习)

MyISAM

1、介绍

MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。

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

3、文件

(1)xxx.sdi:存储表结构信息
(2)xxx.MYD: 存储数据
(3)xxx.MYI: 存储索引

Memory

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。

2、特点

(1)内存存放
(2)hash索引(默认)

3、文件

xxx.sdi:存储表结构信息

区别及特点

在这里插入图片描述

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。

  • 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。
  • 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。
  • 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。

高频面试题

InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别?
只需要记住三个比较重要的点就好了:

(1)InnoDB引擎, 支持事务, 而MyISAM不支持。
(2)InnoDB引擎, 支持行锁和表锁, 而MyISAM仅支持表锁, 不支持行锁。
(3)InnoDB引擎, 支持外键, 而MyISAM是不支持的。

当然也可以从索引的结构、存储等方面深入回答。

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