MySQL存储引擎InnoDB学习01-MySQL体系结构和存储

第一章：MySQL体系结构和存储引擎

Mysql被设计为一个单进程多线程的架构的数据库，MySql数据库实例在系统上的表现就是一个进程。
当我们启动一个Mysql实例时，MySQL数据库会去读取配置文件，根据配置文件的参数来启动数据库实例（这与Oracle的参数文件spfile相似，但不同的是，Oracle中如果没有参数文件，在启动实例时会提示找不到该参数文件，数据库启动会失败。而在MySQL数据库中，可以没有配置文件，这时MySQL会按编译时默认的参数启动实例），MySQL数据库是按如下顺序读取配置文件的：

/etc/my.cnf 
/etc/mysql/my.cnf 
/usr/local/mysql/etc/my.cnf
~/.my.cnf

如果配置文件中有相同配置参数，则以最后一个配置文件中参数为准。
配置文件中有个参数datadir，该参数指定了数据库所在的路径，Linux系统下默认为usr/local/mysql/data。

1.1 MySQL体系结构

mysql体系结构 .png

MySQL由以下几部分组成：

• 连接池组件
• 管理服务和工具服务
• SQL接口组件
• 查询分析器组件
• 优化器组件
• 缓冲(cache)组件
• 插件式存储引擎
• 物理文件

需要特别注意的是：存储引擎是基于表的，而不是数据库。

1.2 MySQL存储引擎

存储引擎是MySQL区别于其他数据库的一个最重要特性，存储引擎的好处是：每个存储引擎都有各自的特点，能够根据具体的应用建立不同存储引擎表，由于MySQL的开源特性，用户还可以根据MySQL预定义的存储引擎接口编写自己的存储引擎。

1.2.1 常见存储引擎

• InnoDB存储引擎
      InnoDB存储引擎支持事务，其设计目标主要面向在线事务处理（OLTP）的应用，其特点是行锁设计、支持外键、并支持类似于Oracle的非锁定读（即默认读取操作不会产生锁），Mysql数据库从5.5.8版本开始将InnoDB设置为默认的存储引擎。InnoDB存储引擎将数据放在一个逻辑的表空间中，这个表空间像一个黑盒一样由InnoDB存储引擎自行管理（InnoDB存储引擎的表单独存放到一个独立的idb文件中）。
      InnoDB通过使用多版本并发控制（MVCC）来获得高并发，并且实现了SQL标准的4种隔离级别，默认为REPEATABLE级别。同时，使用next_key_locking策略来避免幻读。除此之外，InnoDB存储引擎还提供了插入缓存（insert buffer）、二次写（double write）、自适应哈希索引（adaptive hash index）、预读（read ahead）等高性能和高可用的功能。
      对于表中数据的存储，InnoDB存储引擎采用了聚集（clustered）的方式，因此每张表的存储都是按主键的顺序进行存放，如果在表中没有显式的指定主键，InnoDB存储引擎会为每一行生成一个6个字节的ROWID，并以此作为主键。
• MyISAM引擎
      MyISAM存储引擎不支持事务、表锁设计、支持全文索引，主要面向一些OLAP数据库应用。同时MyISAM存储引擎的缓冲池值缓存索引文件，而不缓冲数据文件。
      MyISAM存储引擎表由MYD和MYI组成，MYD用来存放数据文件，MYI用来存放索引文件。
      在MySQL5.0之前的版本，MyISAM默认支持的表大小为4GB，如果需要支持大于4GB的MyISAM表时，则需要制定MAX_ROWS和AVG_ROW_LENGTH属性，而从MySQL5.0版本开始，MyISAM默认支持256TB的单表数据，这足够满足一般应用的需求。
      不难看出，MyISAM适合没有更新操作，只有查询（例如统计、报表）的业务场景，MyISAM现在用的已经很少了。

注意：对于MyISAM存储引擎表，MySQL数据库只缓存其索引文件，数据文件的缓存交由操作系统本身来完成，这与其他LRU算法缓存数据的大部分数据库不同。此外，在MySQL5.1.23版本之前，无论是在32位还是64位操作系统环境下，缓存索引的缓冲区最大只能设置为4GB，在之后的版本中，64位的操作系统可以支持大于4GB的索引缓冲区。

• NDB存储引擎
      2003年，MySQL AB公司从Sony Ericsson公司收购了NDB集群引擎。
      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 share everything架构不同的是，其结构是share nothing的集群架构，因此能提供更高的可用性。
      NDB的特点是数据全部放在内存中（MySQL5.1版本开始可以将非索引数据存放在磁盘上），因此主键查找（primary key lookups）的速度极快，并且通过添加NDB数据存储节点（Data Node）可以线性的提高数据库性能，是高可用、高性能的集群系统。
      值得注意的是，NDB存储引擎的连接操作（JOIN）是在MySQL数据库层完成的，而不是在存储引擎层完成的，这意味着负责的连接操作需要巨大的网络开销，因此查询速度很慢。
• Memory存储引擎
      Memory存储引擎（之前称为HEAP存储引擎）将表中的数据存放到内存中，如果数据库重启或宕机，表中的数据都将消失。它非常适合存储临时数据，Memory存储引擎默认使用哈希索引，而不是我们熟悉的B+树索引。
      虽然Memory存储引擎速度非常快，但在使用上有一定的限制，比如它只支持表锁，并发性能较差，并且不支持TEXT和BLOB类型，更重要的是存储变长字段（varchar）时是按照定长字段（char）的方式进行的，因此会浪费内存。
• Archive存储引擎
      Archive存储引擎只支持INSERT和SELECT操作，从MySQL 5.1开始支持索引。
      Archive存储引擎使用zlib算法将数据行（row）进行压缩后存储，压缩比一般可达1:10。
      Archive存储引擎非常适合存储归档数据，如日志信息等，Archive存储引擎使用行锁来实现高并发的插入操作，但是其本身不是事务安全的存储引擎，其设计目标是提供高速的插入和压缩功能。
• Federated存储引擎
      Federated存储引擎表并不存放数据，它只是指向一台远程MySQL数据库服务器上的表，这非常类似于SQL Server的链接服务器和Oracle的透明网关，不同的是，当前的Fedrated存储引擎只支持MySQL数据库表，不支持异构数据库表。
• Maria存储引擎
      Maria存储引擎是新开发的存储引擎，设计目标主要是用来取代原有的MyISAM存储引擎，从而成为MySQL的默认存储引擎（存储引擎的开发者是MySQL创始人之一的Michael Widenius，因此它可以看作是MyISAM的后续版本）
      Maria存储引擎的特点是：支持缓存数据和索引文件、应用了行锁设计、提供了MVCC功能、支持事务和非事务安全的选项、以及更好的BLOB字符类型的处理性能。
• 其他存储引擎
  MySQL还有Merge、CSV、Sphinx、Infobright存储引擎，他们都有各自的特点和使用场景。

1.3各个存储引擎的比较

不同MySQL存储引擎相关特新比较.png

如何查看自己当前使用的MySQL数据库所支持的存储引擎？

• 可以通过命令：SHOW ENGINES查看:
  

• 也可以通过查找information_schema中的ENGINES表查看