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一篇文章带你了解数据库存储引擎

为了管理方便,人们把连接管理、查询缓存、语法解析、查询优化这些并不涉及真实数据存储的功能划分为MySQL server的功能,把真实存取数据的功能划分为存储引擎的功能。所以在MySQL server完成了查询优化后,只需按照生成的执行计划调用底层存储引擎提供的API,获取数据后返回给客户端就好了。
MySQL中提到了存储引擎的概念。简而言之,存储引擎就是指表的类型,其实存储引擎以前叫表处理器,后来改名为存储引擎,它的功能就是接收上层传下来的指令,然后对表中的数据进行提取或写入操作。

1查看存储引擎

查看MySQL提供什么存储引擎:
show engines; show engines \G;
我们也可以查看MySQL中默认的存储引擎:
show variables like '%storage_engine%'; SELECT @@default_storage_engine;
通过上面我可以看到MySQL默认的存储引擎是InnoDB。我们也可以创建表来验证一下效果:
create table emp1(id int); show create table emp1;
当然我们也可以去修改存储引擎:
如果在创建表的语句中没有显式指定表的存储引擎的话,那就会默认使用 InnoDB 作为表的存储引擎。 如果我们想改变表的默认存储引擎的话,可以这样写启动服务器的命令行:
SET DEFAULT_STORAGE_ENGINE=MyISAM;
或者修改my.cnf文件:
default-storage-engine=MyISAM
修改完成之后一定要重启MySQL服务。
之后在查看可执行上面的指令

2设置表的存储引擎

存储引擎是负责对表中的数据进行提取和写入工作的,我们可以为不同的表设置不同的存储引擎 ,也就是说不同的表可以有不同的物理存储结构,不同的提取和写入方式。
  • 创建表时指定存储引擎
CREATE TABLE 表名( 建表语句; ) ENGINE = 存储引擎名称;
  • 修改表的存储引擎
ALTER TABLE 表名 ENGINE = 存储引擎名称;

3存储引擎的特点

3.1 InnoDB引擎的特点:具备外键支持功能的事务存储引擎

  • MySQL从3.23.34a开始就包含InnoDB存储引擎。大于等于5.5之后,默认采用InnoDB引擎。
  • InnoDB是MySQL的默认事务型引擎,它被设计用来处理大量的短期(short-lived)事务。可以确保事务的完整提交(Commit)和回滚(Rollback)。
  • InnoDB支持外键。
  • 除了增加和查询外,还需要更新、删除操作,那么应优先选择InnoDB存储引擎。
  • 除非有非常特别的原因需要使用其他的存储引擎,否则应该优先考虑InnoDB引擎。
  • 数据文件结构:表名.frm存储表结构(MySQL8.0时,合并在表名.ibd中)表名.ibd存储数据和索引
  • 在以前的版本中,字典数据以元数据文件、非事务表等来存储。现在这些元数据文件被删除了。比如:.frm.par.trn.isl.db.opt等都在 MySQL 8.0 中不存在了。
  • 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存数据和索引。
  • MyISAM 只缓存索引,不缓存真实数据;InnoDB 不仅缓存索引还要缓存真实数据,对内存要求较高,而且内存大小对性能有决定性的影响。
InnoDB 支持事务的特性演示

首先创建数据表:

create table goods_innodb( id int NOT NULL AUTO_INCREMENT, name varchar(20) NOT NULL, primary key(id) )ENGINE=innodb DEFAULT CHARSET=utf8;

在窗口1开启事务并插入数据:

start transaction; -- 开启事务 insert into goods_innodb(id,name) values(null,'Meta20'); -- 插入数据

不提交窗口1的事务。查看窗口2,发现没有数据新增。但当 commit 窗口1的事务后,窗口2就能查询到窗口1提交的数据。

InnoDB 支持外键的演示

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,也会自动的创建对应的索引。

父表country_innodbcountry_id为主键索引;子表city_innodb表,country_id字段为外键,对应于country_innodb表的主键country_id

create table country_innodb( country_id int NOT NULL AUTO_INCREMENT, country_name varchar(100) NOT NULL, primary key(country_id) )ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; create table city_innodb( city_id int NOT NULL AUTO_INCREMENT, city_name varchar(50) NOT NULL, country_id int NOT NULL, primary key(city_id), key idx_fk_country_id(country_id), CONSTRAINT `fk.city.country` FOREIGN KEY (country_id) REFERENCES country_innodb(country_id) ON DELETE RESTRICT ON UPDATE CASCADE )ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; insert into country_innodb values(null,'China'),(null,'America'), (null,'Japan'); insert into city_innodb values(null,'Xian',1),(null,'New York',2), (null,'Beijing',1);

当我们删除主表的数据,发现无法删除,这就是外键起作用了。

3.2 MyISAM 引擎:主要的非事务处理存储引擎

  • MyISAM提供了大量的特性,包括全文索引、压缩、空间函数(GIS)等,但MyISAM不支持事务、行级锁、外键,有一个毫无疑问的缺陷就是崩溃后无法安全恢复
  • 5.5之前默认的存储引擎。
  • 优势是访问的速度快,对事务完整性没有要求或者以SELECT、INSERT为主的应用。
  • 针对数据统计有额外的常数存储,故而count(*)的查询效率很高。
  • 数据文件结构:表名.frm存储表结构表名.MYD存储数据 (MYData)表名.MYI存储索引 (MYIndex)
  • 应用场景:只读应用或者以读为主的业务。

演示 MyISAM 存储引擎不支持事务

创建一张数据表:

create table goods_myisam( id int NOT NULL AUTO_INCREMENT, name varchar(20) NOT NULL, primary key(id) )ENGINE=myisam DEFAULT CHARSET=utf8;

打开窗口1、窗口2并登录到数据库。在窗口1开启事务,插入数据,先不提交,查看窗口2的数据。通过测试发现,在MyISAM存储引擎中,是没有事务控制的。

3.3 InnoDB 和 MyISAM 的对比

对比项MYISAMINNODB
外键不支持支持
事务不支持支持
行级锁表锁,即使操作一条记录也会锁住整个表,不适合高并发的操作行锁,操作时只锁某一行,不对其它行有影响,适合高并发的操作
缓存只缓存索引,不缓存真实数据不仅缓存索引还要缓存真实数据,对内存要求较高,而且内存大小对性能有决定性的影响
自带系统表使用YN
关注点性能:节省资源、消耗少、简单业务事务:并发写、事务、更大资源
默认安装YY
默认使用NY

4 MySQL 其他的存储引擎介绍

4.1 Archive 引擎

  • Archive 是归档的意思,仅支持插入和查询两种功能。在MySQL5.5以后支持索引功能。它的特点是拥有很好的压缩机制,使用zlib压缩库,在记录请求的时候实时压缩,经常被用来当做仓库使用。
  • 创建 Archive 表时,存储引擎会创建名称以表名开头后缀为.archive的文件。
  • 根据测试结果来看,同样数据量下,Archive表会比MyISAM表要小约75%,比支持事务处理的InnoDB表要小83%。
  • Archive 表存储引擎采用了行级锁,该引擎也支持列的AUTO_INCREMENT属性,列AUTO_INCREMENT可以具有唯一索引或者非唯一索引。
  • Archive 表适合支持日志或者数据采集(档案)类应用。适合存储大量的独立的作为历史记录的数据,拥有很高的数据插入速度。但是对查询性能支持较差。

Archive 表的详细特性:

特征支持
B树索引不支持
备份/时间点恢复(在服务器中实现,而不是在存储引擎中)支持
集群数据库支持不支持
聚焦索引不支持
压缩数据支持
数据缓存不支持
加密数据(加密功能在服务器中实现)支持
外键支持不支持
全文检索索引不支持
地理空间数据类型支持支持
地理空间索引支持不支持
哈希索引不支持
索引缓存不支持
锁粒度行锁
MVCC不支持
存储限制没有任何限制
交易不支持
更新数据字典的统计信息支持

4.2 Blackhole 引擎

特点:丢弃写操作,读操作会返回空内容。

Blackhole 没有实现任何存储机制,它会丢弃所有插入的数据,不做任何保存。单服务器会记录Blackhole 表的日志,所以可以用于复制数据到备份数据库,或者简单做日志记录,但这种应用方式会碰到很多问题,一般不推荐使用。

4.3 CSV 引擎

特点:存储数据时,以逗号分隔各个数据项。

  • CSV引擎可以将普通的CSV文件作为MySQL的表来处理,但不支持索引。
  • CSV引擎可以是一种数据交换机制,非常实用。
  • CSV引擎存储的数据可以直接在操作系统里面使用文本编辑器打开,或者使用Excel文件打开。
  • 对于数据的快速导入非常有优势。

具体使用:

CREATE TABLE test (i INT NOT NULL, c CHAR(10) NOT NULL)ENGINE = CSV; INSERT INTO test VALUES(1,'record one'),(2,'record two'); SELECT * FROM test;

如果检查test.CSV(在数据库存储数据可用SHOW VARIABLES LIKE 'datadir';)文件,其内容使用文本编辑器打开,这种格式可以被 Microsoft Excel 等电子表格应用程序读取,甚至写入。

4.4 Memory 引擎

特点:置于内存的表。

概述:Memory采用的逻辑介质是内存,响应速度很快,但是当mysqld守护进程崩溃的时候数据会丢失。另外,要求存储的数据是数据长度不变的格式,比如,Blob和Text类型的数据不可用(长度不固定的)。

特点:

  • Memory同时支持哈希(HASH)索引和B+树索引。
  • Memory表至少比MyISAM表要快一个数量级。
  • MEMORY表的大小是受到限制的。表的大小主要取决于两个参数,分别是max_rowsmax_heap_table_size。其中,max_rows可以在创建表时指定;max_heap_table_size的大小默认为16MB,可以按需要进行扩大。
  • 数据文件与索引文件分开存储。
  • 缺点:其数据易丢失,生命周期短。基于这个缺陷,选择MEMORY存储引擎时需要特别小心。

使用Memory存储引擎的场景:

  1. 1.目标数据比较小,而且非常频繁的进行访问,在内存中存放数据,如果太大的数据会造成内存溢出。可以通过参数max_heap_table_size控制Memory表的大小,限制Memory表的最大的大小。
  2. 2.如果数据是临时的,而且必须立即可用得到,那么就可以放在内存中。
  3. 3.存储在Memory表中的数据如果突然间丢失的话也没有太大的关系。

4.5 Federated 引擎

Federated引擎是访问其他MySQL服务器的一个代理,尽管该引擎看起来提供了一种很好的跨服务器的灵活性,但也经常带来问题,因此默认是禁用的。

4.6 Merge 引擎

管理多个MyISAM表构成的表集合。

4.7 NDB 引擎

MySQL集群专用存储引擎。也叫做 NDB Cluster 存储引擎,主要用于 MySQL Cluster 分布式集群环境,类似于 Oracle 的 RAC 集群。MySQL中同一个数据库,不同的表可以选择不同的存储引擎。

常用存储引擎对比总表

特点MyISAMINNODBMEMORYMERGENDB
存储限制64TB没有
事务安全支持
锁机制表锁,即使操作一条记录也会锁住整个表,不适合高并发的操作行锁,操作时只锁某一行,不对其它行有影响,适合高并发的操作表锁表锁行锁
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
索引缓存只缓存索引,不缓存真实数据不仅缓存索引还要缓存真实数据,对内存要求较高,而且内存大小对性能有决定性的影响支持支持支持
数据可压缩支持
空间使用N/A
内存使用中等
批量插入的速度
支持外键支持

其实这些东西大家没必要立即就给记住,列出来的目的就是想让大家明白不同的存储引擎支持不同的功能。其实我们最常用的就是InnoDB和MyISAM,有时会提一下Memory。其中InnoDB是MySQL默认的存储引擎。

http://www.jsqmd.com/news/883311/

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