MySQL存储引擎简介 - InnoDB, MyISAM, MEMORY

向右看齐 2024-03-26 00:04 146阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*   *  1 MySQL体系结构
     *  2 存储引擎介绍
     *  3 存储引擎特点
     *   *  3.1 InnoDB
         *  3.2 MyISAM
         *  3.3 Memory
         *  3.4 区别及特点
     *  4 存储引擎选择

### 1 MySQL体系结构 ###

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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。

和其他数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要体现在存储引擎上，插件式的存储引擎架构，将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。

这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

### 2 存储引擎介绍 ###

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大家可能没有听说过存储引擎，但是一定听过引擎这个词，引擎就是发动机，是一个机器的核心组件。比如，对于舰载机、直升机、火箭来说，他们都有各自的引擎，是他们最为核心的组件。而我们在选择引擎的时候，需要在合适的场景，选择合适的存储引擎，就像在直升机上，我们不能选择舰载机的引擎一样。

而对于存储引擎，也是一样，他是mysql数据库的核心，我们也需要在合适的场景选择合适的存储引擎。接下来就来介绍一下存储引擎。

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。我们可以在创建表的时候，来指定选择的存储引擎，如果没有指定将自动选择默认的存储引擎。

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;

![image-20230323112239344][]

示例演示:  
A. 查询建表语句 — 默认存储引擎: InnoDB

-- 建立account
    create table account(
        id int auto_increment primary key comment '主键ID',
        name varchar(10) comment '姓名',
        money int comment '余额'
    ) comment '账户表';
    insert into account(id, name, money) VALUES (null,'张三',2000),(null,'李四',2000);
    -- 查询建表语句
    show create table account;

![image-20230323112722104][]

我们可以看到，创建表时，即使我们没有指定存储引擎，数据库也会自动选择默认的存储引擎。

B. 查询当前数据库支持的存储引擎

show engines ;

![image-20230323112831234][]

C. 创建表 my\_myisam , 并指定MyISAM存储引擎

create table my_myisam(
    	id int,
    	name varchar(10)
    ) engine = MyISAM ;

D. 创建表 my\_memory , 指定Memory存储引擎

create table my_memory(
    	id int,
    	name varchar(10)
    ) engine = Memory ;

### 3 存储引擎特点 ###

上面我们介绍了什么是存储引擎，以及如何在建表时如何指定存储引擎，接下来我们就来介绍下来上面重点提到的三种存储引擎 InnoDB、MyISAM、Memory的特点。

#### 3.1 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  
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';

![image-20230323113210203][]

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。

![image-20230323113609900][]

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。

[MySQL ：： MySQL 8.0 参考手册 ：： 4.6.1 ibd2sdi — InnoDB Tablespace SDI Extraction Tool][MySQL _ MySQL 8.0 _ _ 4.6.1 ibd2sdi _ InnoDB Tablespace SDI Extraction Tool]

![image-20230323114148641][]

4). 逻辑存储结构

![image-20230323114450597][]

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(后面会详细介绍)。

#### 3.2 MyISAM ####

1). 介绍

MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。

2). 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

3). 文件

xxx.sdi：存储表结构信息

xxx.MYD: 存储数据

xxx.MYI: 存储索引

![image-20230323114756418][]

#### 3.3 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 内存存放

hash索引（默认）

3).文件

xxx.sdi：存储表结构信息

#### 3.4 区别及特点 ####

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

面试题: InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别 ?

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。

主要是上述三点区别，当然也可以从索引结构、存储限制等方面，更加深入的回答，具体参考如下官方文档：

[MySQL :: MySQL 8.0 Reference Manual :: 15.1 Introduction to InnoDB][MySQL _ MySQL 8.0 Reference Manual _ 15.1 Introduction to InnoDB]

[MySQL :: MySQL 8.0 Reference Manual :: 16.2 The MyISAM Storage Engine][MySQL _ MySQL 8.0 Reference Manual _ 16.2 The MyISAM Storage Engine]

### 4 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。

![img][] 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。

![img][img 1] 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。

![img][img 2] 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。

[image-20230323111804001]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/618e2667f3d9469592b379b481f06086.png
[image-20230323112048412]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/2912a2294a8e4ea0ad35d91997e25592.png
[image-20230323112239344]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/87716a3f97b742a2a6c5dbad5d894746.png
[image-20230323112722104]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/6da9f90742c84d29aed9814fcd764a11.png
[image-20230323112831234]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/b10a0ee8049846f58c3337273f9f3a4a.png
[image-20230323113210203]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/e0e2fa3ff962483fb893dc29ab2fa794.png
[image-20230323113609900]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/84f52e6d7dd34d74a5a8f998ce8c60e9.png
[MySQL _ MySQL 8.0 _ _ 4.6.1 ibd2sdi _ InnoDB Tablespace SDI Extraction Tool]: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/ibd2sdi.html
[image-20230323114148641]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/32934984b92348ab98bd099287208387.png
[image-20230323114450597]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/296c651fdb274105ac04cf65c3d6ec3b.png
[image-20230323114756418]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/733871f44ebd4415a975cf0796716d48.png
[MySQL _ MySQL 8.0 Reference Manual _ 15.1 Introduction to InnoDB]: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-introduction.html
[MySQL _ MySQL 8.0 Reference Manual _ 16.2 The MyISAM Storage Engine]: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/myisam-storage-engine.html
[img]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/8649c4ef2ff44fa39f5b08e5fb322b8b.png
[img 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/be39583fc1f9460ca54e5b7645d254ee.png
[img 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/f66774f715aa46f8a4e3b24e829392d9.png