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MySQL數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎

 丹楓無跡 2022-06-19 發(fā)布于北京

1.MySQL引擎概述

1.1.什么是存儲(chǔ)引擎?

數(shù)據(jù)庫表里的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫里及磁盤上,它跟視頻格式及存儲(chǔ)磁盤文件系統(tǒng)格式的特征類似,也有很多存儲(chǔ)方式。

但是,對(duì)于用戶和應(yīng)用程序來說,同樣一張表的數(shù)據(jù),無論采用什么引擎來存儲(chǔ),用戶看到的數(shù)據(jù)都是一樣的。對(duì)于不同的引擎存取,引擎功能、占用的空間大小、讀取性能等可能都有區(qū)別。

存儲(chǔ)引擎是MySQL數(shù)據(jù)庫用來處理不同表類型的SQL操作的組件。

MySQL早期最常用的存儲(chǔ)引擎為:MyISAM和InnoDB。目前,InnoDB是最常用的存儲(chǔ)引擎,也是MySQL5.6默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎。

1.2.MySQL存儲(chǔ)引擎的架構(gòu)

MySQL的存儲(chǔ)引擎是MySQL數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。MySQL的每種存儲(chǔ)引擎在MySQL里都是通過插件的方式使用的,可以輕易地從MySQL中進(jìn)行加載和卸載,MySQL中可以同時(shí)支持多種存儲(chǔ)引擎。

MySQL體系結(jié)構(gòu)的組成部分:

1、連接池部分。
2、數(shù)據(jù)庫管理部分。
3、SQL接口、查詢分析器、優(yōu)化器、緩存緩沖。
4、存儲(chǔ)引擎部分。
5、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件和各種日志文件。
6、文件系統(tǒng)磁盤。

2.查看MySQL支持的存儲(chǔ)引擎

可以在MySQL中使用顯示引擎的命令來得到一個(gè)可用引擎的列表:

select version();
show engines;

命令的結(jié)果顯示了數(shù)據(jù)庫可用引擎的全部名單,以及在當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫中是否支持這些引擎,其中前四列比較重要,第一列是引擎名字,第二列是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫是否支持,第三列是描述,第四列表示是否支持事務(wù)。

3.MySQL5.6支持的存儲(chǔ)引擎

存儲(chǔ)引擎 說明(帶*的為重點(diǎn))
InnoDB InnoDB是MySQL5.6默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎,InnoDB支持事務(wù),具有提交、回滾的功能,并且可以通過崩潰恢復(fù)能力來保護(hù)用戶的數(shù)據(jù),讀寫數(shù)據(jù)是行級(jí)鎖定,可提升多用戶并發(fā)訪問的能力,InnoDB以集群的索引方式存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù),基于主鍵方式查詢可提高I/O性能,InnoDB也支持外鍵,使得數(shù)據(jù)更完整、更安全。*
MyISAM MyISAM是MySQL5.5.5以前默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎,曾經(jīng)用的很多,現(xiàn)在用的少了,MyISAM僅支持表級(jí)鎖,讀寫性能都很有限。可用于只讀或者絕大多數(shù)以讀為主的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
Memory Memory以內(nèi)存的方式存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù),訪問速度很快,不過其使用場(chǎng)景也是越來越少了。InnoDB的Buffer pool內(nèi)存也可以緩存絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)了。
CSV CSV這個(gè)引擎所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表格實(shí)際上是帶有逗號(hào)分隔值的文本文件。CSV表格允許您以CSV格式導(dǎo)入或者轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù),以便于讀取和寫入相同格式的腳本,與應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。由于CSV表是沒有索引的,因此通常應(yīng)在正常操作期間將數(shù)據(jù)保存在InnoDB表中,并且只能在導(dǎo)入或?qū)С鲭A段使用CSV表。
Archive 這些緊湊、無索引的引擎表旨在存儲(chǔ)和檢索大量參考的歷史、歸檔或安全審核信息。
Blackhole Blackhole存儲(chǔ)引擎接受但不存儲(chǔ)數(shù)據(jù),類似于Unix/dev/null設(shè)備。查詢總是會(huì)返回一個(gè)空集。這些表可用于將DML語句發(fā)送到從屬服務(wù)器的復(fù)制配置,但是主服務(wù)器不保留其自己的數(shù)據(jù)副本。
Merge 使MySQL DBA或開發(fā)人員能夠?qū)σ幌盗邢嗤腗yISAM表進(jìn)行邏輯分組,并將其作為一個(gè)對(duì)象引用。merge適用于數(shù)據(jù)倉庫等VLDB環(huán)境。
Federated Federated可通過鏈接單獨(dú)的MySQL服務(wù)器以從許多物理服務(wù)器創(chuàng)建一個(gè)邏輯數(shù)據(jù)庫。其非常適合于分布式或數(shù)據(jù)集環(huán)境。
Example 該引擎作為MySQL源代碼中的一個(gè)例子,說明了如何開始編寫新的存儲(chǔ)引擎。這主要是開發(fā)商感興趣的。存儲(chǔ)引擎是一個(gè)什么都不做的“stub”。您可以使用此引擎創(chuàng)建表,但不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或從中檢索數(shù)據(jù)。

4.MySQL常用存儲(chǔ)引擎特性對(duì)比

特性 MyISAM Memory InnoDB Archive NDB
存儲(chǔ)限制 256TB RAM 64TB NONE 384EB
事務(wù) NO NO YES NO NO
鎖粒度 TABLE TABLE ROW ROW ROW
B-tree索引 YES YES YES NO NO
T-tree索引 NO NO NO NO YES
Hash索引 NO YES NO NO YES
Full-text search索引 YES NO YES NO NO
Clustered索引 NO NO YES NO NO
數(shù)據(jù)緩存 NO N/A YES NO YES
索引緩存 YES N/A YES NO YES
壓縮數(shù)據(jù) YES NO YES YES NO
加密數(shù)據(jù) YES YES YES YES YES
集群數(shù)據(jù)庫支持 NO NO NO NO YES
主從復(fù)制支持 YES YES YES YES YES
外鍵支持 NO NO YES NO NO

5.設(shè)置與更改MySQL的引擎

5.1.設(shè)置表的引擎

如果建表的時(shí)候不指定引擎,那么表的引擎就會(huì)和數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)配置一致。

指定表的引擎建立表,建立一個(gè)學(xué)生表:

create tables `student` (
`Sno` int(10) not null comment '學(xué)號(hào)',
`Sname` varchar(16) not null comment '姓名',
`Ssex` char(2) not null comment '性別',
`Sage` varchar(16) default null,
`Sdept` varchar(16) default null comment '學(xué)生所在系別',
key `ind_sage` (`Sage`),
key `ind_sno` (`Sno`)
) engine=myisam default charset=utf8  # 最后一行括號(hào)外,指定引擎。

5.2.更改表的引擎

一般來說,更改MySQL引擎的需求并不多見,但偶爾也會(huì)有。更改表的引擎的幾種修改方法。

5.2.1.利用SQL命令語句修改引擎

alter table oldboy engine = innodb;
alter table oldboy engine = myisam;

更改引擎:

show create table test\G
alter table test engine = myisam;
show create table test\G

使用此方法若要批量修改,則需要通過開發(fā)腳本實(shí)現(xiàn),與分表分庫腳本差不多。

5.2.2.使用sed對(duì)備份的SQL文件進(jìn)行批量轉(zhuǎn)換

使用sed對(duì)備份內(nèi)容進(jìn)行引擎轉(zhuǎn)換:

nohup sed -e 's/MyISAM/InnoDB/g' oldboy.sql > oldboy_1.sql &

5.2.3.mysql_convert_table_format命令修改

mysql_convert_table_format --user=root --password=oldboy123 --socket=/data/3306/mysql.sock --engine=myisam oldboy test

該命令需要一些依賴包,安裝方法為:

yum -y install perl-DBI perl-DBD-MySQL perl-Time-HiRes

6.MyISAM引擎

6.1.什么是MyISAM引擎

MyISAM引擎是MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的默認(rèn)存儲(chǔ)引擎(MySQL5.5.5以前)。這種MySQL表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可從舊的ISAM代碼中擴(kuò)展出許多有用的功能。在新版本的MySQL中,InnoDB引擎由于支持事務(wù)、外鍵等,有利于數(shù)據(jù)的一致性,以及其能支持更高的多用戶并發(fā)性等優(yōu)點(diǎn),InnoDB已經(jīng)取代了曾經(jīng)常用的MyISAM引擎,不過由于數(shù)據(jù)庫中的MySQL庫的大部分表主要用于讀取,因此,MyISAM引擎依然在使用。

6.2.MyISAM引擎的存儲(chǔ)方式

每一個(gè)MyISAM引擎的表都對(duì)應(yīng)于硬盤上的三個(gè)文件。這三個(gè)文件雖然具有一樣的文件名,但是其不同的擴(kuò)展名指示了其不同的類型用途:“.frm”文件用于保存表的定義,該文件并不是MyISAM引擎的一部分,而是服務(wù)器的一部分;“.MYD”用于保存表的數(shù)據(jù);“.MYI”則是表的索引文件?!?MYD”和.MYI是MyISAM的關(guān)鍵點(diǎn)。

MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的表大多數(shù)都使用MyISAM引擎。

6.3.MyISAM引擎的主要特點(diǎn)

特性 支持情況 說明
存儲(chǔ)限制 256TB
事務(wù)支持 NO
鎖表粒度 TABLE 即數(shù)據(jù)更新時(shí)鎖定整個(gè)表:其鎖定機(jī)制是表級(jí)鎖定,這雖然可以讓鎖定的實(shí)現(xiàn)成本很小,但是同時(shí)也大大降低了其并發(fā)性能
全文索引 YES
數(shù)據(jù)緩存 NO 不會(huì)緩存數(shù)據(jù)
索引緩存 YES MyISAM可以通過key_buffer_size緩存索引,以大大提高訪問性能,減少磁盤IO,但是這個(gè)緩存區(qū)只會(huì)緩存索引,而不會(huì)緩存數(shù)據(jù)
外鍵支持 NO 不支持外鍵
資源占用 因?yàn)楣δ懿欢?,且管理粒度較粗,因此,MyISAM消耗系統(tǒng)資源比InnoDB少很多
讀寫是否阻塞 YES 不僅會(huì)在寫入的時(shí)候阻塞讀取,MyISAM還會(huì)在讀取的時(shí)候阻塞寫入,但讀本身并不會(huì)阻塞另外的讀
是否默認(rèn) NO MyISAM是MySQL5.5.5之前默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎,因?yàn)樾阅軉栴},在MySQL后期版本中被取代

6.4.MyISAM引擎適用的生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景

MyISAM引擎可以使用的生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

1、不需要事務(wù)支持并且對(duì)數(shù)據(jù)一致性要求不高的業(yè)務(wù)。
2、一般適用于讀請(qǐng)求較多的應(yīng)用,讀寫都頻繁的場(chǎng)景不適合。
3、讀寫并發(fā)訪問相對(duì)較低的業(yè)務(wù)。
4、數(shù)據(jù)修改相對(duì)較少的業(yè)務(wù)(阻塞問題)。
5、硬件資源比較差的服務(wù)器。
6、使用讀寫分離的MySQL從庫可以使用MyISAM。

當(dāng)下99%的企業(yè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景,都不需要使用MyISAM了,而是選擇更有優(yōu)勢(shì)的InnoDB。

7.InnoDB引擎

7.1.什么是InnoDB引擎

InnoDB引擎是當(dāng)下MySQL數(shù)據(jù)庫最重要的存儲(chǔ)引擎,其正在成為目前MySQL AB所發(fā)行新版的標(biāo)準(zhǔn),被包含在所有的安裝包里。與其他的存儲(chǔ)引擎相比,InnoDB引擎的優(yōu)點(diǎn)是更新數(shù)據(jù)行級(jí)鎖定、支持ACID的事務(wù)、支持外鍵,它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是面向在線事務(wù)處理的應(yīng)用,目前絕大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)公司都在使用InnoDB引擎,該引擎替代了其他的引擎。MySQL5.6版本的默認(rèn)引擎已變?yōu)镮nnoDB引擎。

7.2.InnoDB引擎的存儲(chǔ)方式

InnoDB存儲(chǔ)引擎將數(shù)據(jù)存放在一個(gè)像黑盒一樣的邏輯表空間中,這個(gè)表空間分為共享表空間和獨(dú)立表空間,從MySQL5.6開始,即默認(rèn)支持將InnoDB引擎的表數(shù)據(jù)單獨(dú)存放到各自獨(dú)立的ibd文件中(獨(dú)立表空間)。

7.3.InnoDB引擎的主要特點(diǎn)

特性 支持情況 說明
存儲(chǔ)限制 64TB 存儲(chǔ)限制有些小
事務(wù) YES 支持4個(gè)事務(wù)隔離級(jí)別,支持多版本讀
鎖粒度 ROW 更新數(shù)據(jù)僅鎖定行
B-tree索引 YES
T-tree索引 NO
Hash索引 NO
Full-text search索引 YES 從5.5開始支持全文索引
Clustered索引 YES 數(shù)據(jù)和主鍵以Cluster方式進(jìn)行存儲(chǔ),組成一顆平衡樹
數(shù)據(jù)緩存 YES 高效緩存特性:能緩存索引,也能緩存數(shù)據(jù)
索引緩存 YES 高效緩存特性:能緩存索引,也能緩存數(shù)據(jù)
壓縮數(shù)據(jù) YES 可以壓縮數(shù)據(jù)
加密數(shù)據(jù) YES 可以加密數(shù)據(jù)
集群數(shù)據(jù)庫支持 NO 不支持MySQL集群,NDB是集群的引擎
主從復(fù)制支持 YES 支持主從復(fù)制集群
資源占用 由于其功能和粒度都更強(qiáng),因此對(duì)硬件的要求很高
分區(qū)支持 YES 支持分區(qū),可以提升擴(kuò)展性和性能
表空間支持 YES 支持共享和獨(dú)立表空間,有利于管理和提升性能

7.4.InnoDB引擎適用的生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景

1、需要事務(wù)支持的業(yè)務(wù)(具有很好的事務(wù)特性)。
2、行級(jí)鎖定對(duì)高并發(fā)有很好的適應(yīng)能力,但需要確保查詢是通過索引來完成的。
3、數(shù)據(jù)讀寫及更新都較為頻繁的場(chǎng)景,如BBS、SNS、微博、微信等。
4、數(shù)據(jù)一致性要求較高的業(yè)務(wù),例如:充值轉(zhuǎn)賬、銀行卡轉(zhuǎn)賬等。
5、硬件設(shè)備資源較好,特別是內(nèi)存要大,可以利用InnoDB較好的緩存能力來提高內(nèi)存利用率,盡可能減少磁盤IO。

7.5.InnoDB引擎相關(guān)參數(shù)介紹

InnoDB引擎的重要參數(shù) 說明
innodb_buffer_pool_size = 2048M InnoDB使用一個(gè)緩沖池來保存索引和原始數(shù)據(jù),緩沖池設(shè)置的越大,理論上在存取表里面的數(shù)據(jù)時(shí)所需要的磁盤I/O就越少。官方建議將InnoDB的Buffer Pool值配置為物理內(nèi)存的50%~80%
innodb_data_file_path = ibdata1:12M:autoextend InnoDB數(shù)據(jù)文件的路徑,默認(rèn)為12MB大小ibdata1的單獨(dú)文件,默認(rèn)以64MB為單位自增(autoextend)
innodb_additional_mem_pool_size = 16M 該參數(shù)用來設(shè)置InnoDB存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)目錄信息和其他內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存池大小。應(yīng)用程序里的表越多,就需要在其中分配越多的內(nèi)存。對(duì)于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的應(yīng)用來說,這個(gè)參數(shù)的大小也是相對(duì)穩(wěn)定的,沒有必要預(yù)留非常大的值。如果InnoDB將開始從操作系統(tǒng)分配內(nèi)存,并且向MySQL錯(cuò)誤日志中記錄警告信息。默認(rèn)為1MB,當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤日志中已經(jīng)有相關(guān)的警告信息時(shí),就應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦黾釉搮?shù)的大小
innodb_file_io_threads = 4 InnoDB中的文件I/O線程。通常設(shè)置為4,如果是Windows則可以設(shè)置更大的值以提高磁盤I/O
innodb_thread_concurrency = 8 你的服務(wù)器中有幾個(gè)CPU就設(shè)置為幾,建議使用默認(rèn)設(shè)置,一般設(shè)置為8
innodb_flush_log_at_trx_commit = 2 若設(shè)置為0,就相當(dāng)于innodb_log_buffer_size隊(duì)列滿后再統(tǒng)一存儲(chǔ),默認(rèn)值為1,該值也是最安全的設(shè)置
innodb_log_buffer_size = 16M 默認(rèn)為1MB,通常設(shè)置為8~16MB就足夠了
innodb_log_file_size = 128M 確定日志文件的大小,更大的設(shè)置可以提高性能,但也會(huì)增加數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的時(shí)間
innodb_log_files_in_group = 3 為提高性能,MySQL可以以循環(huán)的方式將日志文件寫到多個(gè)文件。推薦設(shè)置為3
innodb_max_dirty_pages_pct = 90 InnoDB主線程刷新緩存池中的數(shù)據(jù)
innodb_lock_wait_timeout = 120 InnoDB事務(wù)被回滾之前可以等待一個(gè)鎖定的超時(shí)秒數(shù)。InnoDB在它自己的鎖定表中自動(dòng)檢測(cè)事務(wù)死鎖并且回滾事務(wù)。默認(rèn)值為50秒
innodb_file_per_table = 1 InnoDB為獨(dú)立表空間模式,每個(gè)數(shù)據(jù)庫的每個(gè)表都會(huì)生成一個(gè)數(shù)據(jù)空間。值為0表示關(guān)閉,值為1表示開啟
innodb_data_home_dir = /data/xxx InnoDB數(shù)據(jù)的存放路徑
innodb_log_group_home_dir = /data/xxx 日志分組的目錄路徑

7.6.InnoDB引擎調(diào)優(yōu)的基本方法

1、主鍵應(yīng)盡可能小,以避免對(duì)Secondary index帶來過大的空間負(fù)擔(dān)。
2、建立有效索引避免全表掃描,因?yàn)闀?huì)使用表鎖。
3、盡可能緩存所有的索引和數(shù)據(jù),提高響應(yīng)速度,減少磁盤IO消耗。
4、在進(jìn)行大批量小插入的時(shí)候,應(yīng)盡量自己控制事務(wù)而不要使用autocommit自動(dòng)提交。若有開關(guān)則可以控制提交方式。
5、合理設(shè)置innodb_flush_log_at_trx_commit參數(shù)值,不要過度追求安全性。
6、應(yīng)避免主鍵更新,因?yàn)檫@會(huì)帶來大量的數(shù)據(jù)移動(dòng)。

8.Memory存儲(chǔ)引擎

Memory就是內(nèi)存的意思,因此Memory存儲(chǔ)引擎(又稱為heap引擎)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是放在內(nèi)存(注意:由max_heap_table_size參數(shù)控制內(nèi)存占用大小,默認(rèn)為16MB。)中的,因此存取速度特別快,但是如果數(shù)據(jù)庫宕機(jī)或重啟,那么所有的數(shù)據(jù)就都會(huì)丟失,因此它比較適合用于存放臨時(shí)表的數(shù)據(jù),例如,discuz論壇數(shù)據(jù)庫中的統(tǒng)計(jì)在線人數(shù)的session表采用的就是Memory引擎。Memory存儲(chǔ)引擎默認(rèn)采用的是Hash索引,而不像其他引擎(MyISAM和InnoDB)默認(rèn)的是B-tree索引。

Memory存儲(chǔ)引擎在使用上也有一些限制,例如,僅支持表鎖,不支持TEXT和B1OB數(shù)據(jù)類型,還有當(dāng)存儲(chǔ)變長(zhǎng)字段(varchar)時(shí)按照定長(zhǎng)字段(char)來進(jìn)行的,這也會(huì)浪費(fèi)一些內(nèi)存空間。Memory存儲(chǔ)引擎在企業(yè)工作中應(yīng)用的不是很多。

9.ARCHIVE存儲(chǔ)引擎

ARCHIVE的中文意思是歸檔,因此ARCHIVE適用于存放大量歸檔歷史數(shù)據(jù)(可查詢但不能刪除)的保存。

ARCHIVE引擎僅支持select、insert操作;MySQL5.1以后開始支持索引等操作。

ARCHIVE引擎使用zlib無損數(shù)據(jù)壓縮算法,壓縮比可達(dá)10:1,可大量節(jié)省磁盤空間,設(shè)計(jì)ARCHIVE引擎的目標(biāo)是提供高速的插入和壓縮等功能。

建立兩個(gè)不同存儲(chǔ)引擎的表,測(cè)試ARCHIVE存儲(chǔ)引擎的表其占用空間的情況:

首先建立一個(gè)MyISAM存儲(chǔ)引擎的表,插入數(shù)據(jù):

create table t1 engine=myisam as select * from information_schema.columns;
show table status like 't1'\G

再建立一個(gè)ARCHIVE引擎表,插入數(shù)據(jù):

create table t2 engine=archive as select * from information_schema.columns;

數(shù)據(jù)文件形式:

.ARZ是數(shù)據(jù)壓縮文件,.frm是表結(jié)構(gòu)定義文件

10.NDB存儲(chǔ)引擎

NDB存儲(chǔ)引擎是一個(gè)集群存儲(chǔ)引擎,類似于oracle的RAC集群,但它是share nothing的架構(gòu),因此NDB能夠提供更高級(jí)別的高可用和可擴(kuò)展性。NDB的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)全部存放在內(nèi)存中,因此,通過主鍵進(jìn)行查找的速度非???。

關(guān)于NDB,有一個(gè)問題需要注意,它的連接(join)操作是在MySQL數(shù)據(jù)庫層完成的,而不是在存儲(chǔ)引擎層完成的,這就意味著,復(fù)雜的Join操作需要巨大的網(wǎng)絡(luò)開銷,查詢速度會(huì)很慢,在中小型企業(yè)中,NDB引擎的使用頻率極少。

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