MySQL 存儲引擎

時間 2019-11-06

標籤 mysql 存儲引擎欄目 MySQL 简体版

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前言

和大多數數據庫不一樣，MySQL 中有一個存儲引擎的概念，針對不一樣的存儲需求能夠選擇最優的存儲引擎。

一、MySQL 存儲引擎概述

插件式存儲引擎是 MySQL 數據庫最重要的特性之一，用戶能夠根據應用的須要選擇如何存儲和索引數據、是否使用事務等。MySQL 默認支持多種存儲引擎，以適用於不一樣領域的數據庫應用須要，用戶能夠經過選擇使用不一樣的存儲引擎提升應用的效率，提供靈活的存儲，用戶甚至能夠按照本身的須要定製和使用本身的存儲引擎，以實現最大程度的可定製性。mysql
MySQL 5.0 支持的存儲引擎包括 MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY、MERGE、EXAMPLE、NDB Cluster、ARCHIVE、CSV、BLACKHOLE、FEDERATED 等，其中 InnoDB 和 BDB 提供事務安全表，其餘存儲引擎都是非事務安全表。sql
建立新表時若是不指定存儲引擎，那麼系統就會使用默認存儲引擎，MySQL 5.5 以前的默認存儲引擎是 MyISAM，5.5 以後改成了 InnoDB。數據庫

1.1 經常使用存儲引擎對比

經常使用存儲引擎對比緩存

特色	MyISAM	InnoDB	MEMORY	MERGE	NDB
存儲限制	有	64 TB	有	沒有	有
事物安全		支持
鎖機制	表鎖	行鎖	表鎖	表鎖	行鎖
B 樹索引	支持	支持	支持	支持	支持
哈希索引			支持		支持
全文索引	支持
集羣索引		支持
數據緩存		支持	支持		支持
索引緩存	支持	支持	支持	支持	支持
數據可壓縮	支持
空間使用	低	高	N/A	低	低
內存使用	低	高	中等	低	高
批量插入的速度	高	低	高	高	高
支持外鍵		支持

1.2 MySQL 存儲引擎設置

1）查詢當前數據庫支持的存儲引擎安全

>  show engines;

    +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
    | Engine             | Support | Comment                                                        | Transactions | XA   | Savepoints |
    +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
    | ARCHIVE            | YES     | Archive storage engine                                         | NO           | NO   | NO         |
    | BLACKHOLE          | YES     | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO           | NO   | NO         |
    | MRG_MYISAM         | YES     | Collection of identical MyISAM tables                          | NO           | NO   | NO         |
    | FEDERATED          | NO      | Federated MySQL storage engine                                 | NULL         | NULL | NULL       |
    | MyISAM             | YES     | MyISAM storage engine                                          | NO           | NO   | NO         |
    | PERFORMANCE_SCHEMA | YES     | Performance Schema                                             | NO           | NO   | NO         |
    | InnoDB             | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys     | YES          | YES  | YES        |
    | MEMORY             | YES     | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables      | NO           | NO   | NO         |
    | CSV                | YES     | CSV storage engine                                             | NO           | NO   | NO         |
    +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
    9 rows in set (0.00 sec)

> show variables like 'have%';

    +------------------------+----------+
    | Variable_name          | Value    |
    +------------------------+----------+
    | have_compress          | YES      |
    | have_dynamic_loading   | YES      |
    | have_geometry          | YES      |
    | have_openssl           | YES      |
    | have_profiling         | YES      |
    | have_query_cache       | NO       |
    | have_rtree_keys        | YES      |
    | have_ssl               | YES      |
    | have_statement_timeout | YES      |
    | have_symlink           | DISABLED |
    +------------------------+----------+
    10 rows in set (0.00 sec)

2）查看當前默認存儲引擎併發

> show variables like 'table_type';

    +---------------+--------+
    | Variable_name | Value  |
    +---------------+--------+
    | table_type    | InnoDB |
    +---------------+--------+
    1 row in set (0.00 sec)

3）設置新建表的存儲引擎app

# create table 表名 (
      列名稱字段 數據類型(長度) 約束條件,
      列名稱字段 數據類型(長度) 約束條件
  ) engine = 存儲引擎名;
> create table ai (
   i bigint(20) not null auto_increment,
   primary key(i)
  ) engine = MyISAM;

    Query OK, 0 rows affected (0.08 sec)

4）修改已有表的存儲引擎ide

# 修改已有表的存儲引擎
# alter table 表名 engine = 存儲引擎名;
> alter table ai engine = InnoDB;

    Query OK, 0 rows affected (0.09 sec)
    Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

5）顯示錶的存儲引擎工具

# 顯示錶的存儲引擎
# show create table 表名;
> show create table ai;

    +-------+-----------------------------------------------------------------------------------------+
    | Table | Create Table                                                                            |
    +-------+-----------------------------------------------------------------------------------------+
    | ai    | CREATE TABLE `ai` (
                                  `i` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
                                  PRIMARY KEY (`i`)
                                ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci    |
    +-------+-----------------------------------------------------------------------------------------+
    1 row in set (0.01 sec)

二、MyISAM 存儲引擎

MyISAM 是 MySQL 默認的存儲引擎。MyISAM 不支持事務、也不支持外鍵，其優點是訪問的速度快，對事務完整性沒有要求或者以 SELECT、INSERT 爲主的應用基本上均可以使用這個引擎來建立表。性能
若是應用是以讀操做和插入操做爲主，只有不多的更新和刪除操做，而且對事務的完整性、併發性要求不是很高，那麼選擇這個存儲引擎是很是適合的。MyISAM 是在 Web、數據倉儲和其餘應用環境下最常使用的存儲引擎之一。

2.1 存儲方式

每一個 MyISAM 在磁盤上存儲成 3 個文件，其文件名都和表名相同，但擴展名分別是：
- .frm（存儲表定義）
- .MYD（MYData，存儲數據）
- .MYI（MYIndex，存儲索引）
數據文件和索引文件能夠放置在不一樣的目錄，平均分佈 IO，得到更快的速度。
要指定索引文件和數據文件的路徑，須要在建立表的時候經過 DATA DIRECTORY 和 INDEX DIRECTORY 語句指定，也就是說不一樣 MyISAM 表的索引文件和數據文件能夠放置到不一樣的路徑下。文件路徑須要是絕對路徑，而且具備訪問權限。
MyISAM 類型的表可能會損壞，緣由多是多種多樣的，損壞後的表可能不能被訪問，會提示須要修復或者訪問後返回錯誤的結果。
MyISAM 類型的表提供修復的工具，能夠用 CHECK TABLE 語句來檢查 MyISAM 表的健康，並用 REPAIR TABLE 語句修復一個損壞的 MyISAM 表。
表損壞可能致使數據庫異常從新啓動，須要儘快修復並儘量地確認損壞的緣由。

2.2 存儲格式

MyISAM 的表還支持 3 種不一樣的存儲格式，分別是：
- 靜態（固定長度）表
- 動態表
- 壓縮表
其中，靜態表是默認的存儲格式。靜態表中的字段都是非變長字段，這樣每一個記錄都是固定長度的，這種存儲方式的優勢是存儲很是迅速，容易緩存，出現故障容易恢復；缺點是佔用的空間一般比動態表多。靜態表的數據在存儲時會按照列的寬度定義補足空格，可是在應用訪問的時候並不會獲得這些空格，這些空格在返回給應用以前已經去掉。
- 可是也有些須要特別注意的問題，若是須要保存的內容後面原本就帶有空格，那麼在返回結果的時候也會被去掉，開發人員在編寫程序的時候須要特別注意，由於靜態表是默認的存儲格式，開發人員可能並無意識到這一點，從而丟失了尾部的空格。
動態表中包含變長字段，記錄不是固定長度的，這樣存儲的優勢是佔用的空間相對較少，可是頻繁地更新和刪除記錄會產生碎片，須要按期執行 OPTIMIZE TABLE 語句或 myisamchk-r 命令來改善性能，而且在出現故障時恢復相對比較困難。
壓縮表由 myisampack 工具建立，佔據很是小的磁盤空間。由於每一個記錄是被單獨壓縮的，因此只有很是小的訪問開支。

三、InnoDB 存儲引擎

InnoDB 存儲引擎提供了具備提交、回滾和崩潰恢復能力的事務安全。可是對比 MyISAM 的存儲引擎，InnoDB 寫的處理效率差一些，而且會佔用更多的磁盤空間以保留數據和索引。
用於事務處理應用程序，支持外鍵。若是應用對事務的完整性有比較高的要求，在併發條件下要求數據的一致性，數據操做除了插入和查詢之外，還包括不少的更新、刪除操做，那麼 InnoDB 存儲引擎應該是比較合適的選擇。InnoDB 存儲引擎除了有效地下降因爲刪除和更新致使的鎖定，還能夠確保事務的完整提交（Commit）和回滾（Rollback），對於相似計費系統或者財務系統等對數據準確性要求比較高的系統，InnoDB 都是合適的選擇。

3.1 自動增加列

1）InnoDB 表的自動增加列能夠手工插入，可是插入的值若是是空或者 0，則實際插入的將是自動增加後的值。

> create table autoincre_demo (
    i smallint not null auto_increment, 
    name varchar(10), primary key(i)
  ) engine = innodb;

    Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

> insert into autoincre_demo values (1, '1'), (0, '2'), (null, '3');

    Query OK, 3 rows affected (0.09 sec)
    Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0

> select * from autoincre_demo;

    +---+------+
    | i | name |
    +---+------+
    | 1 | 1    |
    | 2 | 2    |
    | 3 | 3    |
    +---+------+
    3 rows in set (0.00 sec)

2）能夠經過 alter table *** auto_increment = n; 語句強制設置自動增加列的初始值。
- 默認從 1 開始。
- 該強制的默認值是保留在內存中的，若是該值在使用以前數據庫從新啓動，那麼這個強制的默認值就會丟失，就須要在數據庫啓動之後從新設置。

3）可使用 last_insert_id() 查詢當前線程最後插入記錄使用的值。若是一次插入了多條記錄，那麼返回的是第一條記錄使用的自動增加值。

> insert into autoincre_demo values(4, '4');

    Query OK, 1 row affected (0.05 sec)

> select last_insert_id();

    +------------------+
    | last_insert_id() |
    +------------------+
    |                2 |
    +------------------+
    1 row in set (0.01 sec)

> insert into autoincre_demo (name) values ('5'), ('6'), ('7');

    Query OK, 3 rows affected (0.01 sec)
    Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0

> select last_insert_id();

    +------------------+
    | last_insert_id() |
    +------------------+
    |                5 |
    +------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

4）對於 InnoDB 表，自動增加列必須是索引。若是是組合索引，也必須是組合索引的第一列，可是對於 MyISAM 表，自動增加列能夠是組合索引的其餘列，這樣插入記錄後，自動增加列是按照組合索引的前面幾列進行排序後遞增的。

> create table autoincre_demo (
    d1 smallint not null auto_increment, 
    d2 smallint not null, 
    name varchar(10), 
    index(d2, d1)
  ) engine = myisam; 

    Query OK, 0 rows affected (0.07 sec)

> insert into 
    autoincre_demo 
    (d2, name) 
  values 
    (2, '2'), (3, '3'), (4, '4'), (2, '2'), (3, '3'), (4, '4');

    Query OK, 6 rows affected (0.01 sec)
    Records: 6  Duplicates: 0  Warnings: 0

> select * from autoincre_demo;

    +----+----+------+
    | d1 | d2 | name |
    +----+----+------+
    |  1 |  2 | 2    |
    |  1 |  3 | 3    |
    |  1 |  4 | 4    |
    |  2 |  2 | 2    |
    |  2 |  3 | 3    |
    |  2 |  4 | 4    |
    +----+----+------+
    6 rows in set (0.00 sec)

建立一個新的 MyISAM 類型的表 autoincre_demo，自動增加列 d1 做爲組合索引的第二列，對該表插入一些記錄後，能夠發現自動增加列是按照組合索引的第一列 d2 進行排序後遞增的。

3.2 外鍵約束

1）MySQL 支持外鍵的存儲引擎只有 InnoDB，在建立外鍵的時候，要求父表必須有對應的索引，子表在建立外鍵的時候也會自動建立對應的索引。

> create table country (
    country_id smallint unsigned not null auto_increment, 
    country varchar(50) not null, 
    last_update timestamp not null default current_timestamp on update current_timestamp, 

    primary key (country_id)

  ) engine = InnoDB default charset = utf8;

    Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.05 sec)

> create table city (
    city_id smallint unsigned not null auto_increment, 
    city varchar(50) not null, 
    country_id smallint unsigned not null, 
    last_update timestamp not null default current_timestamp on update current_timestamp, 

    primary key(city_id), 
    key idx_fk_country_id(country_id),

    # constraint 約束名稱 foreign key(外鍵名稱) references 源表(主鍵名稱)
    constraint fk_city_country foreign key(country_id) references country(country_id) on delete restrict on update cascade 

  ) engine = InnoDB default charset = utf8;

    Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.07 sec)

country 表是父表，country_id 爲主鍵索引，city 表是子表，country_id 字段爲外鍵，對應於 country 表的主鍵 country_id。

2）在建立索引時，能夠指定在刪除、更新父表時，對子表進行的相應操做，包括 restrict、cascade、set null 和 no action。選擇後兩種方式的時候要謹慎，可能會由於錯誤的操做致使數據的丟失。

restrict 和 no action 相同，是指限制在子表有關聯記錄的狀況下父表不能更新；
cascade 表示父表在更新或者刪除時，更新或者刪除子表對應記錄；
set null 則表示父表在更新或者刪除的時候，子表的對應字段被 set nullL。

> select * from country where country_id = 1;

    +------------+-------------+---------------------+
    | country_id | country     | last_update         |
    +------------+-------------+---------------------+
    |          1 | Afghanistan | 2006-02-15 04:44:00 |
    +------------+-------------+---------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

> select * from city where country_id = 1;

    +---------+-------+------------+---------------------+
    | city_id | city  | country_id | last_update         |
    +---------+-------+------------+---------------------+
    |     251 | Kabul |          1 | 2006-02-15 04:45:25 |
    +---------+-------+------------+---------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

> delete from country where country_id=1;

    ERROR 1451 (23000): Cannot delete or update a parent row: 
    a foreign key constraint fails ('sakila/city', CONSTRAINT 'fk_city_country' 
    FOREIGN KEY ('country_id') REFERENCES 'country' ('country_id') ON UPDATE CASCADE)

> update country set country_id = 10000 where country_id = 1;

    Query OK, 1 row affected (0.04 sec)
    Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

> select * from country where country = 'Afghanistan';

    +------------+-------------+---------------------+
    | country_id | country     | last_update         |
    +------------+-------------+---------------------+
    |      10000 | Afghanistan | 2007-07-17 09:45:23 |
    +------------+-------------+---------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

> select * from city where city_id = 251;

    +---------+-------+------------+---------------------+
    | city_id | city  | country_id | last_update         |
    +---------+-------+------------+---------------------+
    |     251 | Kabul |      10000 | 2006-02-15 04:45:25 |
    +---------+-------+------------+---------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

當某個表被其餘表建立了外鍵參照，那麼該表的對應索引或者主鍵禁止被刪除。

3）在導入多個表的數據時，若是須要忽略表以前的導入順序，能夠暫時關閉外鍵的檢查；一樣，在執行 load data 和 alter table 操做的時候，能夠經過暫時關閉外鍵約束來加快處理的速度，關閉的命令是 set foreign_key_checks = 0;，執行完成以後，經過執行 set foreign_key_checks = 1; 語句改回原狀態。

4）對於 InnoDB 類型的表，外鍵的信息經過使用 show create table 或者 show table status 命令均可以顯示。

# show create table 表名;
> show create table city;

    +-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
    | Table | Create Table                                                                                                                         |
    +-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
    | city  | CREATE TABLE `city` (
                                    `city_id` smallint(5) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
                                    `city` varchar(50) NOT NULL,
                                    `country_id` smallint(5) unsigned NOT NULL,
                                    `last_update` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
                                    PRIMARY KEY (`city_id`),
                                    KEY `idx_fk_country_id` (`country_id`),
                                    CONSTRAINT `fk_city_country` FOREIGN KEY (`country_id`) REFERENCES `country` (`country_id`) ON UPDATE CASCADE
                                  ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8                                                                             |
    +-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

# show table status like 表名;
> show table status like 'city';

    +------+--------+---------+------------+------+----------------+-------------+-----------------+--------------+-----------+----------------+
    | Name | Engine | Version | Row_format | Rows | Avg_row_length | Data_length | Max_data_length | Index_length | Data_free | Auto_increment |
    +------+--------+---------+------------+------+----------------+-------------+-----------------+--------------+-----------+----------------+
    | city | InnoDB |      10 | Dynamic    |    0 |              0 |       16384 |               0 |        16384 |         0 |              1 |
    +------+--------+---------+------------+------+----------------+-------------+-----------------+--------------+-----------+----------------+

     ---------------------+-------------+------------+-----------------+----------+----------------+---------+
      Create_time         | Update_time | Check_time | Collation       | Checksum | Create_options | Comment |
     ---------------------+-------------+------------+-----------------+----------+----------------+---------+
      2018-06-21 18:58:55 | NULL        | NULL       | utf8_general_ci |     NULL |                |         |
     ---------------------+-------------+------------+-----------------+----------+----------------+---------+

    1 row in set (0.06 sec)

3.3 存儲方式

InnoDB 存儲表和索引有如下兩種方式。
- 使用共享表空間存儲，這種方式建立的表的表結構保存在 .frm 文件中，數據和索引保存在 innodb_data_home_dir 和 innodb_data_file_path 定義的表空間中，能夠是多個文件。
- 使用多表空間存儲，這種方式建立的表的表結構仍然保存在 .frm 文件中，可是每一個表的數據和索引單獨保存在 .ibd 中。若是是個分區表，則每一個分區對應單獨的 .ibd 文件，文件名是「表名+分區名」，能夠在建立分區的時候指定每一個分區的數據文件的位置，以此來將表的 IO 均勻分佈在多個磁盤上。
要使用多表空間的存儲方式，須要設置參數 innodb_file_per_table，而且從新啓動服務後才能夠生效，對於新建的表按照多表空間的方式建立，已有的表仍然使用共享表空間存儲。若是將已有的多表空間方式修改回共享表空間的方式，則新建表會在共享表空間中建立，但已有的多表空間的表仍然保存原來的訪問方式。因此多表空間的參數生效後，只對新建的表生效。
多表空間的數據文件沒有大小限制，不須要設置初始大小，也不須要設置文件的最大限制、擴展大小等參數。
對於使用多表空間特性的表，能夠比較方便地進行單表備份和恢復操做，可是直接複製 .ibd 文件是不行的，由於沒有共享表空間的數據字典信息，直接複製的 .ibd 文件和 .frm 文件恢復時是不能被正確識別的，但能夠經過如下命令將備份恢復到數據庫中，可是這樣的單表備份，只能恢復到表原來所在的數據庫中，而不能恢復到其餘的數據庫中。若是要將單表恢復到目標數據庫，則須要經過 mysqldump 和 mysqlimport 來實現。
```
alter table tbl_name discard tablespace;
alter table tbl_name import tablespace;
```
即使在多表空間的存儲方式下，共享表空間仍然是必須的，InnoDB 把內部數據詞典和在線重作日誌放在這個文件中。

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