Mysql 體系結構 和 存儲引擎

前言：數據庫的引擎是整個mysql數據庫的核心組件，mysql的存儲引擎衆多，MyISAM、InnoDB、Memory、Archive等，其中InnoDB是mysql裏面支持事務類型的一個存儲引擎最好的一個，雅虎、facebook、youtube、淘寶、谷歌用的mysql數據庫都有用到InnoDB的存儲引擎； 

在數據庫領域中有2個詞很容易混淆，「實例」  和 「數據庫」;

數據庫：物理操做系統文件或其餘形式文件類型的集合；在mysql 中，數據庫能夠是 frm、myd、myi、ibd 結尾的文件。當使用 NDB引擎時，數據庫的文件 可能 不是操做系統上的 文件，而是 存放於內存之中的文件，可是定義仍然不變。

數據庫實例：由數據庫後臺進程/線程以及一個共享內存區組成，共享內存能夠被運行的後臺進程/線程所共享，須要牢記的是，數據庫實例纔是 真正用來操做數據庫文件的。

更加直白的解釋：

數據庫是由一個個文件組成（通常來講是二進制文件）,若是要對這些文件執行諸如 select 、insert、update、delete 之類的操做，不能經過簡單的操做文件來更改數據庫的內容，須要經過數據庫實例來完成對數據庫的操做。

在mysql 中，實例和數據庫的 一般關係是一 一 對應，即一個實例對應一個數據庫，一個數據庫對應一個實例.在集羣狀況下，可能存在一個數據庫被多個實例使用的狀況.

由上圖能夠發現，mysql 由 如下幾個部分組成：

鏈接池組件、管理服務 和 工具組件、SQL接口組件、查詢分析器組件、優化器組件、緩衝組件、插件式存儲引擎、物理文件。

注意：存儲引擎是 基於 表的，而不是基於數據庫的；存儲引擎是 myql 區別於其餘數據庫的一個最重要的特性。存儲引擎的好處是，每一個存儲引擎都有各自的特色，可以根據具體的應用 創建不一樣的 存儲 引擎表，mysql 的 核心就是 存儲引擎。

InnoDB 存儲引擎

InnoDB 存儲引擎 支持事務，主要面向在線事務處理方面的應用。其特色是 行鎖設計、支持外鍵，並支持相似與 oracle 的 非鎖定讀，即默認狀況下，讀取操做不會產生鎖。mysql 在 windows 版本下的 InnoDB 是默認的存儲引擎，同時，InnoDB 默認的被包含在全部 Mysql 二進制發佈版本中。

MyISAM 存儲引擎

MyISAM 存儲引擎是 mysql 官方提供的 存儲引擎，特色是 不支持事務、表鎖 和 全文索引，對於一些在線分析處理操做速度快，除了 windows 版本外，是全部 Mysql 版本 默認的 存儲引擎。

查看使用的 mysql 所涵蓋的 存儲引擎命令： show engines\G;

改變 某個表的 存儲引擎 命令：alter table mytest engine=innodb;

InnoDB 存儲引擎 體系結構

InnoDB內存數據對象：數據頁（undo page）、索引頁（index page）、插入緩衝（insert buffer）、自適應哈希索引（adaptive hash index）、鎖信息（lock info）、數據字典信息（data dictionary）、重作日誌緩衝（redo log_buffer）、額外內存池（innodb_additional_mem_pool_size）。

 innodb的內存的做用大體以下：

• 緩存磁盤上的數據，方便快速的讀取；
• 對磁盤文件的數據進行修改以前在這裏緩存；
• 應用所做的日誌的緩存；
• 內存結構自身的管理結構；

內存結構根據功能能夠分紅三部分：Innodb buffer pool、additional buffer pool、log buffer;

Innodb buffer pool：緩衝池，從圖上能夠看到buffer pool佔用最大塊的內存部分，主要用來各類數據的緩衝。innodb將數據文件按頁（16K）讀取到緩衝池，而後按最少使用（LRU)算法來保留緩存數據；數據文件修改時，先修改緩存池中的頁（即髒頁），而後按必定平率將髒頁刷新到文件；

查看mysql 內存的 分配狀況：

mysql> show variables like 'innodb_%_size';
+---------------------------------+-----------+
| Variable_name                   | Value     |
+---------------------------------+-----------+
| innodb_additional_mem_pool_size | 3145728   |
| innodb_buffer_pool_size         | 112197632 |
| innodb_log_buffer_size          | 2097152   |
| innodb_log_file_size            | 56623104  |
| innodb_purge_batch_size         | 20        |
+---------------------------------+-----------+
innodb_additional_mem_pool_size  的 大小：3145728/1024/1024 = 3 M

innodb_buffer_pool_size    的大小：112197632 /1024/1024 = 107M

innodb_log_buffer_size  的大小:  2097152 /1024/1024 = 2M

查看 innodb_buffer_pool 的運行使用狀況：
mysql> show engine innodb status\G;

=====================================
161014 10:00:09 INNODB MONITOR OUTPUT
=====================================
Per second averages calculated from the last 7 seconds  # 表示過去 7秒內的數據庫的狀態.

----------------------
BUFFER POOL AND MEMORY
----------------------
Total memory allocated 1
Dictionary memory alloca
Buffer pool size   6848
Free buffers       6414
Database pages     433
Old database pages 0
Modified db pages  0

從 上面能夠看到 innodb 存儲引擎緩衝池的使用狀況.Buffer pool size 代表了一共有多少個緩衝幀（buffer frame）,每一個buffer frame 爲 16K,因此，這裏一共分配了
6848 * 16/1024 = 107 M 的內存緩衝池. free buffers：當前空閒的緩衝幀; Database pages：表示已經使用的緩衝幀.Modified db pages：表示髒頁的數量.

Log Buffer：日誌緩衝池（功能跟oracle redo log buffer基本類似），將重作日誌信息放入這個緩衝區，而後按必定頻率將其刷新到重作日誌文件。該值通常不須要設置很大，由於通常狀況下每一秒鐘就會將重作日誌緩衝刷新到日誌文件，所以咱們只須要保證每秒產生的事務量在這個緩衝大小以內便可；

腳本： show variables like ' innodb_log_buffer_size ';   能夠顯示log buffer的大小；

additional buffer pool：額外緩衝池，在對一些數據結構自己分配內存時，須要從額外的內存池中申請，當該區域的內存不夠用時，會從緩衝池中申請。InnoDB 實例會申請緩衝池(innodb_buffer_pool) 的空間，
可是每一個緩衝池中的緩衝幀(frame buffer) 還有對應的緩衝控制對象(buffer control block),並且這些對象記錄了諸如 LRU、鎖、等待等方面的信息，而這個對象的內存須要從額外的內存池中申請。
所以，申請了很大的 InnoDB 緩衝池時，這個值 也會相應的增長。簡單理解爲：額外緩衝池用於管理緩衝池的內容的，因此緩衝池越大額外換池也須要越大；