一、存储引擎

Mysql中的数据用各种不同的技术存储在文件(或者内存)中。这些技术中每一种技术都使用了不同的存储机制,索引技巧、锁定水平并且最终提供广泛的不同功能和能力。通过选择不同的技术,你能够获得额外的速度或功能,从而改善你的应用的整体功能。

二、分类

1.MYISAM存储引擎:

不支持事务,也不支持外键,优势是访问速度快,对事务完整性没有要求或者以SELECT,INSERT为主的应用基本可以用这个引擎创建表。

(1)数据存储形式

MyISAM采用的是索引与数据分离的形式,将数据保存在三个文件中.frm.MYD,.MYIs。

.frm存储表结构

.MYD存储表的数据

.MYI存储表索引

(2)锁的粒度

MYISAM只支持表锁不支持行锁,所以读取时对表加上共享锁,在写入是对表加上排他锁。由于是对整张表加锁,相比INNODB,在并发写入时效率很低。

(3)数据的存储的特点

MYISAM是基于非聚簇索引进行存储的。

(4)表的存储格式

表的存储格式分成三种表 静态表,动态表,压缩表。

静态表:表中的字段都是非变长字段。这样每个记录都是固定长度的,优点存储非常迅速,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(因为存储时会按照死的宽大度定义补足空格)ps:在取数据的时候,默认会把字段后面的空格去掉,如果不注意会把数据本身带的空格也会忽略。

动态表:

记录不是固定长度的,这样存储的优点是占用的空间相对较少;缺点:频繁的更新、删除数据容易产生碎片,需要定期执行OPTIMIZE TABLE或者myisamchk-r命令来改善性能。

压缩表:因为每个记录是被单独压缩的,所以只有非常小的访问开支

(5)其他

MyISAM提供了大量的特性,包括全文索引,压缩,空间函数,延迟更新索引键等。

进行压缩后的表是不能进行修改的,但是压缩表可以极大减少磁盘占用空间,因此也可以减少磁盘IO,从而提供查询性能。

全文索引,是一种基于分词创建的索引,可以支持复杂的查询。

延迟更新索引键,不会将更新的索引数据立即写入到磁盘,而是会写到内存中的缓冲区中,只有在清除缓冲区时候才会将对应的索引写入磁盘,这种方式大大提升了写入性能。

2.INNODB存储引擎

INNODB存储是MYSQL默认事务引擎,也是目前重要、使用最广泛的存储引擎。

概述:

支持事务,行锁设计,支持MVCC(多版本并发控制)来支持高并发,支持外键,提供一致性非锁定读设计。

优点:

DML操作遵循ACID模型(原子性、一致性、隔离性和持久性),支持事务,支持CRASH-RECOVERY特性(当MYSQL发生故障重启后,对于INNODB表,没有完成的事务将通过REDO日志重新进行,已经提交但是没有写到数据文件中的数据,将从doublewrite buffer中重新构建)以保护数据。

2、InnoDB buffer pool 缓存被访问的表和索引信息,经常使用的数据直接从内存中读取。

3、inserts,update,deletes操作被一种称为change buffering的机制所优化。InnoDB不仅允许多并发读写同一张表,它还会缓存发生改变的数据,优化磁盘I/O。

4、当数据库运行大表的长时间查询且反复访问相同表的相同行时,一种叫做Adaptive Hash Index的特性使这些查询更快,就像数据从哈希表中查询出来一样。

5、可以压缩表和相关的索引。

6、可以对性能和可用性造成很小影响地创建和删除索引。

7、可以很快TRUNCATE掉一个file_per_table表空间,释放出磁盘空间供操作系统使用,而不必释放出仅能供InnoDB所重用的系统表空间。

8、支持行级锁和一致性读,提高多用户的并发性和性能。

9、支持主键,提高查询性能。

10、为了保持数据的完整性,InnoDB也支持外键。

11、你可以将InnoDB表与MySQL其他存储引擎的表自由组合在一起使用。例如,在一个SQL中,你可以关联一张InnoDB表和一个内存表。

12、在处理大量数据的时候,InnoDB引擎可以有效的发挥CPU效率和提升性能。.

INNODB体系结构

  • 后台线程(多线程模型)

    • Master Thread
      负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘,保证数据的一致性,包括脏页的刷新、合并插入缓存、UNDO页的回收。
    • IO Thread
      使用AIO处理写请求,IO Thread负责IO请求的回调处理
    • Purge Thread
      事务提交后,回收已经使用并且分配的undo页。
  • 内存
    • 缓冲池
      InnoDB是基于磁盘存储的,并将其中的记录按照页的方式进行管理,使用缓冲池技术来提高数据库的整体性能。(读取页的时候,将页放到缓冲池中(FIX操作),下次读缓冲池中的即可;修改页时,先修改缓冲池中的页,再以一定的频率刷新到磁盘(CheckPoint机制))

      • 缓冲池管理
        数据库中的缓冲池通过LRU算法进行管理(LRU List),使用最频繁的页在LRU List的前端,当缓冲池中不能存放新读取到的页时,首先释放LRU列表尾端的页。
    • 重做日志缓冲
      InnoDB将重做日志信息放入该缓冲区,然后按照一定的频率将其刷新到重做日志文件。
    • CheckPoint机制
      • 缩短数据库恢复时间:
        数据库宕机时,数据库不需要重做所有的日志因为CheckPoint之前的页都已经刷新回磁盘。
      • 缓冲池不够用时,将脏页刷新到磁盘(Fuzzy CheckPoint 部分刷新)
        当缓冲池不够用时,根据LRU算法,释放list尾端的页,若该页为脏页,则强制执行CheckPoint,刷新回磁盘。
      • 重做日志不可用时,刷新脏页
        因为重做日志不是无限增大的,当到达一定数量时,由第一条所述,数据库恢复不需要这部分重做日志,这部分就可以被覆盖重用,若此时重做日志还有用,那么强制产生CheckPoint,将缓冲池中的页至少刷新到当前重做日志的位置。
        总结一下:缓冲池不够用时,将最少使用的脏页刷新回磁盘,释放该页;当重做日志不够用时,将缓冲池刷新到当前重做日志的位置,放弃一部分重做日志,用于新的重做日志;数据库关闭时,发生Sharp CheckPoint,全部刷新
  • InnoDB 关键特性
    • 插入缓冲
    • 两次写
    • 自适应哈希索引
    • 异步IO
    • 刷新邻接页

三、其他存储引擎

MYSQL还有其他存储引擎,包括MEMORY存储引擎,MERGE存储引擎,ARCHIVE,BDB,Federated,TOKUDB

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