MySQL：存储引擎介绍

Posted 2020-11-17 战争热诚

前言，什么是存储引擎

mysql中建立的库===>文件夹

库中建立的表===>文件

　　现实生活中我们用来存储数据的文件有不同的类型，每种文件类型对应各自不同的处理机制：比如处理文本用txt类型，处理表格用excel，处理图片用png等

　　数据库中的表也应该有不同的类型，表的类型不同，会对应mysql不同的存取机制，表类型又称为存储引擎。

　　存储引擎说白了就是如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方
法。因为在关系数据库中数据的存储是以表的形式存储的，所以存储引擎也可以称为表类型（即存储和
操作此表的类型）

　　在Oracle 和SQL Server等数据库中只有一种存储引擎，所有数据存储管理机制都是一样的。而MySql
数据库提供了多种存储引擎。用户可以根据不同的需求为数据表选择不同的存储引擎，用户也可以根据
自己的需要编写自己的存储引擎

 

　　SQL 解析器、SQL 优化器、缓冲池、存储引擎等组件在每个数据库中都存在,但不是每 个数据库都有这么多存储引擎。MySQL 的插件式存储引擎可以让存储引擎层的开发人员设 计他们希望的存储层,例如,有的应用需要满足事务的要求,有的应用则不需要对事务有这 么强的要求 ;有的希望数据能持久存储,有的只希望放在内存中,临时并快速地提供对数据 的查询。

一，MySQL存储引擎

　　存储引擎说白了就是如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。因为在关系数据库中数据的存储是以表的形式存储的，所以存储引擎也可以称为表类型（即存储和操作此表的类型）。MySQL5.5以后默认使用InnoDB存储引擎。

　　下图是MySQL中各种存储引擎的对比。

1.MyISAM：

　　这种引擎是mysql最早提供的。它不支持事务，也不支持外键，尤其是访问速度快。这种引擎又可以分为静态MyISAM、动态MyISAM 和压缩MyISAM三种：

　　1) 静态MyISAM：如果数据表中的各数据列的长度都是预先固定好的，服务器将自动选择这种表类型。因为数据表中每一条记录所占用的空间都是一样的，所以这种表存取和更新的效率非常高。 当数据受损时，恢复工作也比较容易做。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MyISAM：如果数据表中出现varchar、xxxtext或xxxBLOB字段时，服务器将自动选择这种表类型。相对于静态MyISAM，这种表存储空间比较小，但由于每条记录的长度不一，所以 多次修改数据后，数据表中的数据就可能离散的存储在内存中，进而导致执行效率下降。同时，内存中也可能会出现很多碎片。因此，这种类型的表要经常用optimize table命令或者myisamchk -r命令 或 优化工具来整理碎片、改善性能，并且出现故障的时候恢复相对比较困难。

　　3) 压缩MyISAM：以上说到的两种类型的表都可以用myisamchk工具压缩。这种类型的表进一步减小了占用的存储，但是这种表压缩之后不能再被修改。另外，因为是压缩数据，所以这种表在读取的时候要先时行解压缩。但是，不管是何种MyISAM表，目前它都不支持事务，行级锁和外键约束的功能。

2.Merge：

　　这种类型是MyISAM类型的一种变种。合并表是将几个相同的MyISAM表合并为一个虚表。常应用于日志和数据仓库。

3.InnoDB：

　　InnoDB表类型可以看作是对MyISAM的进一步更新产品，它提供了事务、行级锁机制和外键约束的功能。对比MyISAM的存储引擎，InnoDB写的处理效率差一些，并且会占用更多 的磁盘空间以保留数据和索引。

4.memory：

　　这种类型的数据表只存在于内存中。它使用HASH索引，所以数据的存取速度非常快。因为是存在于内存中，所以这种类型常应用于临时表中，但是一旦服务器关闭，表中的数据就会丢失，但表还会继续存在。默认情况下，memory数据表使用散列索引，利用这种索引进行“相等比较”非常快，但是对“范围比较”的速度就慢多了。因此，散列索引值适合使用在"="和"<=>"的操作符中，不适合使用在"<"或">"操作符中，也同样不适合用在order by字句里。如果确实要使用"<"或">"或betwen操作符，可以使用btree索引来加快速度。

　　存储在MEMORY数据表里的数据行使用的是长度不变的格式，因此加快处理速度，这意味着不能使用BLOB和TEXT这样的长度可变的数据类型。VARCHAR是一种长度可变的类型，但因为它在MySQL内部当作长度固定不变的CHAR类型，所以可以使用。

　　使用USING HASH/BTREE来指定特定到索引：create index mem_hash using hash on tab_memory(city_id);

5.archive：

　　这种类型只支持select 和 insert语句，而且不支持索引。常应用于日志记录和聚合分析方面。

6.BLACK HOLE：

　　黑洞存储引擎，可以应用于主备复制中的分发主库。

7.NDB存储引擎：

　　2003年,MySQL AB 公司从 Sony Ericsson 公司收购了 NDB 存储引擎。 NDB 存储引擎是一个集群存储引擎,类似于 Oracle 的 RAC 集群,不过与 Oracle RAC 的 share everything 结构不同的是,其结构是 share nothing 的集群架构,因此能提供更高级别的 高可用性。NDB 存储引擎的特点是数据全部放在内存中(从 5.1 版本开始,可以将非索引数 据放在磁盘上),因此主键查找(primary key lookups)的速度极快,并且能够在线添加 NDB 数据存储节点(data node)以便线性地提高数据库性能。由此可见,NDB 存储引擎是高可用、 高性能、高可扩展性的数据库集群系统,其面向的也是 OLTP 的数据库应用类型。

8.NEST存储引擎：

　　网易公司开发的面向其内部使用的存储引擎。目前的版本不支持事务, 但提供压缩、行级缓存等特性,不久的将来会实现面向内存的事务支持。

　　MySQL 数据库还有很多其他存储引擎,上述只是列举了最为常用的一些引擎。如果 你喜欢,完全可以编写专属于自己的引擎,这就是开源赋予我们的能力,也是开源的魅 力所在。

二，存储引擎如何选择

是否支持事务

检索和添加速度

锁机制

缓存

是否支持全文索引

是否支持外键

三，MyISAM和InnoDB对比

四，什么时候使用MyISAM和InnoDB

    MyISAM：读事务要求不高，以查询和插入为主，可以使用这个引擎来创建表，
例如各种统计表。

　　InnoDB：对事务要求高，保存的是重要的数据
例如交易数据，支付数据等，对用户重要的数据，建议使用InnoDB。

五，对存储引擎的操作

1.查看数据库默认的存储引擎：

show engines;   

show variables like \'default_storage_engine\';

 

2.查看表的存储引擎：

　　1) 显示表的创建语句：

show create table tablename;

 

2) 显示表的当前状态值：

show table status like ‘tablename’ \\G

　　

3) 设置或修改表的存储引擎

• 创建数据库表时设置存储存储引擎的基本语法是：

create table tableName(
　　　　　　columnName(列名1) type(数据类型) attri(属性设置),
　　　　　　columnName(列名2) type(数据类型) attri(属性设置)，
　　　　　　....) engine = engineName

　　

• 修改存储引擎，可以用命令 

Alter table tableName engine = engineName

4）练习

创建四个表，分别使用innodb，myisam，memory，blackhole存储引擎，进行插入数据测试

MariaDB [db1]> create table t1(id int)engine=innodb;
MariaDB [db1]> create table t2(id int)engine=myisam;
MariaDB [db1]> create table t3(id int)engine=memory;
MariaDB [db1]> create table t4(id int)engine=blackhole;
MariaDB [db1]> quit
[root@egon db1]# ls /var/lib/mysql/db1/ #发现后两种存储引擎只有表结构，无数据
db.opt  t1.frm  t1.ibd  t2.MYD  t2.MYI  t2.frm  t3.frm  t4.frm

#memory，在重启mysql或者重启机器后，表内数据清空
#blackhole，往表内插入任何数据，都相当于丢入黑洞，表内永远不存记录

　　

五，配置和数据文件

1.配置文件默认位置

　　　　Linux: /etc/my.cnf

　　　　Windows: my.ini

2.数据文件位置

　　　1) 查看数据文件位置的命令： show variables like \'%datadir%\' ;

　　　2) 数据文件格式：

　　　　　　InnoDB：frm（存储的表结构）、ibd（存储的数据和索引）

　　　　　　MyISAM：frm（存储的表结构）、MYD（存储的数据）、MYI（存储的索引）

六，数据库表设计

1.第一范式

　　1) 概念：列不可分。每一列都是不可分割的基本数据项。

　　2) 例子：假设我们有一个学生表，字段包括：id,name,age,contact，如下：

　　  

　　   当我们需要根据QQ来查询学生的时候，就查询不出，所以以上的设计就不符合1NF。我们可以将contact字段拆分为phone和QQ，如下：

 　　

　　这样就满足1NF了。

2.第二范式　　　

　　1) 概念：1NF的基础上面，非主属性完全依赖于主关键字。

　　2) 例子：学生表：(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分) ，从字段可以看出，此表联合主键是（学号，课程名称）。

　　　存在如下决定关系：

　　　　1：(学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分)

　　　　2：(课程名称) → (学分)

　　　　3：(学号) → (姓名, 年龄)

　　其中，姓名、年龄、学分是部分依赖于主键的，而成绩是完全依赖于主键的，存在部分依赖关系，所以不满足第二范式。

　　这会造成如下问题：

　　　　(1) 数据冗余：

　　　　　　同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。

　　　　(2) 更新异常：

　　　　　　若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。

　　　　(3) 插入异常：

　　　　　　假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据 库。

　　　　(4) 删除异常：

　　　　　　假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。

　　问题就在于存在非主属性对主键的部分依赖。

　　解决办法：把原表(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)分成三个表：

　　　　　　　学生：Student(学号, 姓名, 年龄)；

　　　　　　　课程：Course(课程名称, 学分)；

　　　　　　  选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。

3.第三范式

　　1) 概念：2NF的基础上，属性不依赖于其它非主属性 , 消除传递依赖。第三范式又可描述为：表中不存在可以确定其他非关键字的非关键字段。

　　2) 例子：学生表：(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)，主键必然是学号。

　　　　     由于主键是单一属性，所以非主属性完全依赖于主键，所以必然满足第二范式。但是存在如下传递依赖：

　　　　　　(学号) → (所在学院) → (学院地点, 学院电话)，

　　　　　 学院地点 和 学院电话传递依赖于学号，而学院地点和学院电话都是非关键字段，即表中出现了“某一非关键字段可以确定出其它非关键字段”的情况，于是违反了第三范式。　　　　　　　　　　

　　   解决办法：

　　　　把原表分成两个表：

　　　　　　学生：(学号, 姓名, 年龄, 所在学院)；

　　　　　　学院：(学院, 地点, 电话)。