MySQL 进阶 存储引擎 -- MySQL体系结构存储引擎介绍（InnoDB 逻辑存储结构MyISAMMemory）存储引擎特点存储引擎选择ibd2sdi 命令查看 ibd 文件信息

Posted 2022-04-16 CodeJiao

文章目录

• 1. MySQL体系结构
• 2. 存储引擎介绍
• • 2.1 创建表时指定存储引擎
  • 2.2 查询当前数据库支持的存储引擎
  • 2.3 示例1：创建表 my_myisam， 并指定MyISAM存储引擎
  • 2.4 创建表 my_memory， 指定Memory存储引擎
• 3. 存储引擎特点
• • 3.1 InnoDB
  • • 3.1.1 ibd2sdi 命令查看 ibd 文件
    • 3.1.2 逻辑存储结构
  • 3.2 MyISAM
  • 3.3 Memory
  • 3.5 区别及特点
  • 3.6 面试题：InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别?
• 4. 存储引擎选择

1. 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。（MySQL 5.5 及之后InnoDB为默认的存储引擎）
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，MySQL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。

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2. 存储引擎介绍

存储引擎是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。

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（MySQL 5.5 及之后InnoDB为默认的存储引擎）。

我们先执行下面的sql语句，我们是没有指定存储引擎的。

create table account
(
    id    int primary key AUTO_INCREMENT comment 'ID',
    name  varchar(10) comment '姓名',
    money double(10, 2) comment '余额'
) comment '账户表';

insert into account(name, money)
VALUES ('张三', 2000),
       ('李四', 2000);

执行结果：

我们来查看一下 account 表的建表结构：

show create table account;

运行结果：

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2.1 创建表时指定存储引擎

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2.2 查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

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2.3 示例1：创建表 my_myisam， 并指定MyISAM存储引擎

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

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2.4 创建表 my_memory， 指定Memory存储引擎

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

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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。

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3.1 InnoDB

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 及之后，InnoDB是默认的MySQL 存储引擎。

特点:

• DML操作遵循ACID （事务四大特性）模型，支持事务；
• 支持行级锁，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；

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（MySQL安装目录的Data目录）： E:\\Apps\\mysql-8.0.25\\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codejiao文件夹。

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3.1.1 ibd2sdi 命令查看 ibd 文件

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show variables like 'innodb_file_per_table'; 的表结构。

在当前目录打开命令行

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3.1.2 逻辑存储结构

• 表空间（Table Space） : 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（Segment） : 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（Extent） : 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（Page） : 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（Row） : 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)。行就是对应表里面的一行数据。
  

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3.2 MyISAM

介绍：

MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。

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

文件：

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

我们去查看my_myisam表的文件

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3.3 Memory

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。

特点：

• 内存存放
• hash索引（默认）

文件：

xxx.sdi：存储表结构信息。（数据是存放在内存中的）

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3.5 区别及特点

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3.6 面试题：InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别?

• InnoDB引擎，支持事务，而MyISAM不支持。
• InnoDB引擎，支持行锁和表锁，而MyISAM仅支持表锁, 不支持行锁
• 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：

• https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-introduction.html
• https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/myisam-storage-engine.html

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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。

• 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。（比如存储日志、评论等信息，不过常被MongoDB替代）
• 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。（常被Redis替代）

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