MySQL 存储引擎

Posted 2020-10-12

　　在MySQL中有一个存储引擎的概念，针对不同的存储需求可以选择最优的存储引擎。

一、概述

　　mysql 5.0 支持的存储引擎包括MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY、MERGE、EXAMPLE、NDB Cluster、ARCHIVE、CSV、BLACKHOLE、FEDERATED等，其中InnoDB和BDB提供事务安全表，其他存储引擎都是非事务安全表。

　　MySQL5.5之前的默认存储是MyISAM，5.5之后是InnoDB。如果要修改默认的存储引擎，可以在参数文件中设置default-table-type。在创建表时，可以通过增加engine关键字设置新建表的存储引擎，例如：表auth_type的存储引擎是MyISAM，表auth_type的存储引擎是InnoDB。

CREATE TABLE `auth_type` (
  　　`id` int(11) NOT NULL,
  　　`type_code` char(3) DEFAULT NULL COMMENT ‘授权类型编号‘,
 　　 `type_name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT ‘授权类型名称‘,
 　　 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

CREATE TABLE `auth_user` (
  　　`id` int(11) NOT NULL,
 　　 `user_name` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT ‘授权用户名称‘,
  　　`token` char(64) DEFAULT NULL COMMENT ‘访问授权token‘,
  　　`created_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT ‘记录创建时间‘,
  　　`updated_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT ‘记录最后修改时间‘,
  　　`deleted_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT ‘记录删除时间‘,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT=‘授权用户表‘;

也可以使用ALERT TABLE语句，将一个已经存在的表改成其他的存储引擎。alert table auth_type engine = InnoDB

二、各种存储引擎特性

　　先看下表各个存储引擎之间的区别

特 点	MyISAM	InnoDB	Memory	Merge	NDB
存储限制	有	64TB	有	没有	有
事务安全		支持
锁机制	表锁	行锁	表锁	表锁	行锁
B树索引	支持	支持	支持	支持	支持
哈希索引			支持		支持
全文索引	支持
集群索引		支持
数据缓存		支持	支持		支持
索引缓存	支持	支持	支持	支持	支持
数据可压缩	支持
空间使用	低	高	N/A	低	低
内存使用	低	高	中等	低	高
批量插入速度	高	低	高	高	高
支持外键		支持

　　下面将介绍最常用的4种存储引擎：MyISAM、InnoDB、Memory和Merge。

1、MyISAM

　　MyISAM 不支持事务、不支持外键，其优势是访问的速度快，对事务的完整性没有要求或者以SELECT\INSERT为主的应用基本上可以使用这个引擎来创建表。

　　每个MyISAM在磁盘上存储成3个文件，其文件名都和表名相同，但扩展名分别是：

　　.frm（存储表定义）

　　.MYD（MYData，存储数据）

　　.MYI（MYIndex，存储索引）

　　数据文件和索引文件可以放置在不同的目录，平均分布IO，获得更快的速度。

　　在创建表的时候通过DATA DIRECTORY和INDEX DIRECTORY语句指定数据文件和索引文件的路径，该路径需要绝对路径，并且具有访问权限。

　　MyISAM类型的表可能会被损坏，各种各样的原因被损坏。损坏后的表可能不能被访问，会提示需要修复或者返回错误结果。MyISAM类型的表提供了修复工具，

CHECK TABLE 语句用于检查表的健康，REPAIR TABLE 语句用来修复一个损坏的表。表的损坏还可能导致数据库的异常启动，需要尽快修复并尽可能地确认损坏的原因。

　　MyISAM的表还支持3种不同的存储格式，分别是：静态（固定长度）表、动态表、压缩表。

　　静态表：表中的字段是非变长字段，这样每个字段都是固定长度，如char(20)。这种存储的优点是：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。静态表的数据存储时会按给定的列宽度定义补足空格，但是应用访问时并不会得到这些空格。

　　动态表：表中包含变长字段，比如varchar(20)，记录不是固定长度。哪怕只有一个字段是变长字段，也是动态表。这种存储的优点是：占用的空间相对较少，但是频繁地更新和删除记录会产生碎片，需要定期执行 OPTIMIZE TABLE 或者 myisamchk-r 命令来改善性能，并且在出现故障时恢复相对比较困难。

　　压缩表：表由myisampack工具创建，占据非常小的磁盘空间。因为记录是被单个压缩的，所以只有非常小的开支。

2、InnoDB

　　InnoDB存储引擎提供了具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事务安全。但是对比MyISAM存储引擎，InnoDB写的处理效率差点，并且会占用更多的磁盘空间以保留数据和索引。

　　InnoDB存储引擎的特点：

　　2.1、自动增长列

　　InnoDB表的自动增长可以手动插入，但是插入的值如果是空或者是0，则实际插入的将是自动增长后的值。例如：下表auth_user中，列id为自动增长列，通过AUTO_INCREMENT指定。

　　CREATE TABLE `auth_user` (
 　　　　 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  　　　　`user_name` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT ‘授权用户名称‘,
  　　　　`token` char(64) DEFAULT NULL COMMENT ‘访问授权token‘,
  　　　　`created_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT ‘记录创建时间‘,
  　　　　`updated_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT ‘记录最后修改时间‘,
  　　　　`deleted_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT ‘记录删除时间‘,
  　　　　PRIMARY KEY (`id`)
　　　) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT=‘授权用户表‘;
　　还可通过“ALTER TABLE auth_user AUTO_INCREMENT = n;”语句强制设置自动增长的初始值，默认从1开始，但是该强制的默认值是保留在内存中的，如果该值在使用之前数据库重新启动，那么这个强制的默认值就会丢失，就需要在数据库启动后重新设置。
　　可以会用LAST_INSERT_ID()查询当前线程最后插入记录使用的值。如果一次插入多条记录，那么返回的是第一条记录使用的自动增长值。

　　对于InnoDB表，自动增长列必须是索引。如果是组合索引，也必须是组合索引的第一列，但是对于MyISAM表，自动增长列可以是组合索引的其他列，这样插入记录后，自动增长列是按照组合索引的前列进行排序后递增的。如：

　　CREATE TABLE `autoincre_demo` (
 　　　　 `id1` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

　　　　  `id2` int(11) NOT NULL,
  　　　　`name` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT ‘名称‘
  　　　　index (`id1`,`id2`)
　　　) ENGINE=MyISAM;

　　insert into `autoincre_demo`(`id2`,‘name‘) values(2,‘2‘),(3,‘3‘),(4,‘4‘);

　　结果是：select * from `autoincre_demo`;

　　

id1	id2	name
1	2	2
1	3	3
1	4	4
2	2	2
2	3	3
2	4	4

　　2.2、外键约束

　　MySQL支持外键的存储引擎只有InnoDB，在创建外键的时候，要求父表必须有对应的索引，子表在创建外键的时候也会自动创建对应的索引。

　　在创建索引时，可以指定在删除、更新附表时，对子表的相应操作，包括restrict、cascade、set null和no action。

　　　　restrict 和 no action相同，是指限制在子表有关联记录时父表不能更新。

　　　　cascade是指，父表在更新或删除时，更新或者删除子表对应记录。

　　　　set null是指，父表在更新或者删除时，子表对应的字段被set null。

　　当某个表被其他表创建了外键参照，那么该表的对应索引或者主键禁止被删除。

　　在导入多个表的数据时，如果需要忽略表之前的导入顺序，可以暂时关闭外键的检查；同样，在执行LOAD DATA和ALTER TABLE操作的时候，可以通过暂时关闭外键约束来加快处理的速度，关闭的命令是“SET FOREING_KEY_CHECKS = 0;”，执行完成后，通过执行“SET FOREING_KEY_CHECKS = 1;”语句返回原状。

　　2.3、存储方式

　　InnoDB存储表和索引有以下两种方式。

　　使用共享表空间存储，这种方式创建的表的表结构保存在.frm文件中，数据和索引保存在innod_data_home_dir和innod_data_file_path定义的表空间中，可以是多个文件。

　　使用多表空间存储，这种方式创建的表的表结构保存在.frm文件中，但是每个表的数据和索引单独保存在.ibd中。如果是个分区表，则每个分区对应单独的.ibd文件，文件名是“表名+分区名”，可以在创建分区的时候指定每个分区的数据文件位置，以此来将表的IO均分在多个磁盘上。

　　要使用多表空间的存储方式，需要设置参数innodb_file_per_table，并且重新启动服务才可以生效，对于新建的表按照多表空间的方式创建，已有的表仍使用共享表空间存储。如果将已有的多表空间方式修改回共享表空间的方式，则新建表会在共享表空间的创建，但已有的多表空间表仍然保存原来的存储方式。

　　多表空间的数据文件没有大小限制，不需要设置初始大小，也不需要设置文件的最大限制、扩展大小等参数。

　　对于使用多表空间特性的表，可以比较方便的进行单表备份和恢复操作，但是直接复制.ibd文件是不行的，因为没有共享表的数据字典信息，直接复制的.ibd文件和.frm文件恢复时是不能被识别的，但是可以通过以下命令：

　　ALTER TABLE tbl_name DISCARD TABLESPACE;

　　ALTER TABLE tbl_name IMPORT TABLESPACE;

　　将备份恢复到数据库，但是这只能恢复到表原来所在的数据库中，不能恢复到其他的数据库中。可以通过mysqldump和mysqlimport来将单表恢复到目标数据库。

　　注意：即便在多表空间的存储方式下，共享表空间仍然是必须的，InnoDB把内部数据词典和在线重做日志放在这个文件中。

3、Memory

　　Memory存储引擎使用存在于内存中的内容来创建表。每个Memory表只实际上对应一个磁盘文件，格式是.frm。Memory类型的表访问速度非常快，因为它的数据是放在内存中的，并且默认使用HASH索引，但是一旦服务关闭，表中的数据就会丢失。

　　在启动MySQL服务的时候使用--init--file选项，把INSERT INTO ... SELECT 或LOAD DATA INFILE 这样的语句放入这个文件中，就可以在服务启动时从持久稳固的数据源装载表。

　　服务器需要足够内存来维持所有在同一时间使用的Memory表，当不再需要Memory表的内容之时，要释放被Memory表使用的内存，应该执行DELETE FROM 或 TRUNCATE TABLE，或者整个的删除表（使用DROP TABLE操作）。

　　每个Memory表中可以放置的数据量大小，受到max_heap_table_size系统变量的约束，这个系统变量的初始值是16MB，可以根据需要加大。此外，在定义Memory表的时候，可以通过MAX_ROWS子句指定表的最大行数。

　　Memory类型的存储引擎主要应用于那些语句变化不频繁的代码表，或者作为统计操作的中间结果表，便于高效地对中间结果进行分析并得到最终的统计结果。对存储引擎为Memory的表进行更新操作要谨慎，因为数据并没有实际写入到磁盘中，所以一定要对下次重启服务后如何获得这些修改的数据有所考虑。

4、Merge

　　Merge存储引擎是一组MyISAM表的组合，这些MyISAM表必须结构完全相同，Merge表本身并没有数据，对Merge类型的表可以进行查询、更新、删除，这些操作实际上是对内部的MyISAM表进行的。对于Merge类型表的插入操作，是通过INSERT_METHOD子句定义插入的表，可以有3个不同的值，使用FIRST或者LAST值使得插入操作被相应地作用在第一个或者最后一个表上，不定义这个子句或者定义为NO，表示不能对这个Merger表进行操作。

　　可以对Merge表进行DROP操作，这个操作只是删除Merge的定义，对内部的表没有任何的影响。

　　在磁盘上保留两个文件，文件名以表的名字开始，一个.frm文件存储表定义，另一个.mrg文件包含组合表的信息，包含Merge表由哪些表组成、插入新数据的依据。可以通过修改.mrg文件来修改Merge表，但是修改后要通过flush tables刷新。

　　Merger表和分区表的区别是，Merger表并不能智能地将记录写到对应的表中，而是写入到使用FIRST或者LAST值指定的表中。但是分区表可以。通常我们使用Merger表来透明地对多个表进行查询和更新操作，而这种按照时间记录的操作日志表则可以透明地进行插入操作。

三、如何选择合适的存储引擎

四、小结