Mysql-存储引擎

一 、简介

存储引擎是数据库管理系统 (DBMS) 中的一种组件，负责管理数据库的物理存储、数据的读写操作以及相关的存储管理。不同的存储引擎在数据处理、性能优化和功能支持上有所不同，因此可以根据具体应用需求选择合适的存储引擎。

存储引擎的主要功能

• 数据存储：定义如何将数据物理存储在磁盘上，包括数据文件的格式和存储位置。

• 数据读写：处理对数据库的读写操作，包括插入、更新、删除和查询等。

• 事务处理：支持或不支持事务处理（事务是一组数据库操作的集合，要么全部执行，要么全部不执行），例如 InnoDB 支持事务而 MyISAM 不支持。

• 锁机制：管理并发访问时的数据锁定机制，以防止数据不一致或竞争条件。行级锁定和表级锁定是两种常见的锁机制。

• 索引管理：支持创建和管理索引以加速查询操作，不同存储引擎支持不同类型的索引。

• 数据完整性：保证数据的准确性和一致性，包括支持外键约束等。

• 崩溃恢复：提供数据恢复机制，以在系统崩溃后恢复数据。

二、常见的 MySQL 存储引擎

1. InnoDB：默认存储引擎，支持事务、行级锁定和外键约束，适合高并发和需要数据完整性的应用。在 MySQL 5.5之后，InnoDB是默认的 MySQL 存储引擎。

2. MyISAM：不支持事务和外键，表级锁定，适合读密集型操作。

3. MEMORY：数据存储在内存中，速度快，但不适合持久存储，适用于临时数据。

4. CSV：数据存储在 CSV 文件中，便于数据交换，但不支持索引和复杂查询。

5. ARCHIVE：用于存储大量的历史数据，压缩存储，适合需要较小存储空间的日志数据。

6. NDB (Cluster)：用于 MySQL Cluster，支持高可用性和高可扩展性。

7. FEDERATED：允许访问远程 MySQL 服务器上的表，适合分布式数据库系统。

三、Mysql体系结构

连接层

最上层是一些客户端和链接服务，主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。

服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。

引擎层

存储引擎真正的负责了MySOL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。

存储层

主要是将数据存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

在创建表时，指定存储引擎

CREATE TABLE 表名(
字段1字段1类型「COMMENT 字段1注释]
字段n 字段n类型[COMMENT 字段n注释])ENGINE=INNODB[COMMENT 表注释];

查看当前数据库支持的存储引擎

SHOW ENGINES ;

四、存储引擎比较

五、InnoDB 表空间文件说明

InnoDB 支持两种表空间管理模式：共享表空间 (Shared Tablespace) 和 独立表空间 (File-Per-Table Tablespace)。默认情况下，从 MySQL 5.6 版本开始，InnoDB 使用的是独立表空间模式。

共享表空间 (Shared Tablespace)

• 在共享表空间模式下，所有 InnoDB 表的数据和索引都存储在一个或多个共享表空间文件中。默认的共享表空间文件名为 ibdata1。这个文件通常位于 MySQL 数据目录下。

  特点：

• 所有表的数据和索引都存储在同一个或多个共享文件中。

• 管理简单，不需要为每个表单独管理文件。

• 随着数据量的增加，文件会变得很大，难以单独管理某个表的数据。

• 删除表后，空间不能立即回收。

独立表空间 (File-Per-Table Tablespace)

• 在独立表空间模式下，每个 InnoDB 表的数据和索引存储在一个独立的 .ibd 文件中。这个文件存储在对应数据库目录下。
  

  特点：

• 每个表的数据和索引存储在独立的 .ibd 文件中。
  

• 便于管理单个表的数据和空间，可以单独转移或备份表的数据文件。

• 删除表后，对应的 .ibd 文件也会被删除，从而回收磁盘空间。
  

• 文件数量增多，文件系统管理较为复杂。

配置独立表空间

独立表空间是 MySQL 5.6 及更高版本的默认设置。可以通过以下方式检查和设置独立表空间的使用情况：

查看当前设置：

SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_file_per_table';

启用独立表空间：

SET GLOBAL innodb_file_per_table = 1;

在 MySQL 配置文件 my.cnf 中设置：

[mysqld]
innodb_file_per_table=1

禁用独立表空间（切换回共享表空间模式）：

SET GLOBAL innodb_file_per_table = 0;

六、InnoDB 逻辑存储结构

共享表空间 (Shared Tablespace)：

默认情况下，所有 InnoDB 表的数据和索引都存储在一个或多个共享的表空间文件中。这些文件通常命名为 ibdata1、ibdata2 等，位于 MySQL 的数据目录中。

共享表空间包含了数据字典、数据和索引等的基本结构，是 InnoDB 存储引擎的核心。

独立表空间 (File-Per-Table Tablespace)：

在启用独立表空间模式时，每个 InnoDB 表都会有一个独立的 .ibd 文件，该文件包含该表的数据和索引。

独立表空间模式更灵活，允许单独管理每个表的数据文件，进行单表备份和恢复，以及更精确地控制存储空间的使用。

段 (Segments)

InnoDB 将数据和索引组织成段 (Segments)。每个段由一个或多个连续的数据页组成。主要的段类型包括数据段、索引段和回滚段等。每个表都有自己的数据段和至少一个索引段。

数据段 (Data Segment)：存储表的数据。

索引段 (Index Segment)：存储表的索引。

回滚段 (Rollback Segment)：用于支持事务的回滚操作。

区 (Areas)

在 InnoDB 存储引擎中，数据和索引管理是基于不同的区域 (Areas) 进行的。每个区域负责管理特定类型的数据页或数据段。主要的区域包括：

缓冲池 (Buffer Pool)：用于缓存常用的数据和索引页，提高查询性能。

日志缓冲 (Log Buffer)：用于存储事务提交前的修改操作，以提高事务处理速度。

重做日志文件组 (Redo Log Files Group)：记录每个事务的操作，用于在数据库崩溃时进行恢复。

页 (Pages)

InnoDB 将数据和索引组织成固定大小的数据页，默认大小为 16KB（可以通过配置进行修改）。每个数据页是 InnoDB 存储引擎的基本存储单元。InnoDB 的数据和索引都存储在这些页中，而不是像 MyISAM 引擎那样存储在固定大小的块中。

InnoDB 存储引擎通过逻辑存储结构（表空间、页、段和区）有效地管理数据和索引。这种结构提供了高效的数据访问、事务管理和崩溃恢复能力，使得 InnoDB 成为广泛使用的关系型数据库管理系统的首选存储引擎之一。