MYSQL 存储引擎概述

一、存储引擎

      Mysql中的数据用各种不同的技术存储在文件（或者内存）中。这些技术中每一种技术都使用了不同的存储机制，索引技巧、锁定水平并且最终提供广泛的不同功能和能力。通过选择不同的技术，你能够获得额外的速度或功能，从而改善你的应用的整体功能。

二、分类

1.MYISAM存储引擎：

不支持事务，也不支持外键，优势是访问速度快，对事务完整性没有要求或者以SELECT，INSERT为主的应用基本可以用这个引擎创建表。

（1）数据存储形式

MyISAM采用的是索引与数据分离的形式，将数据保存在三个文件中.frm.MYD,.MYIs。

.frm存储表结构

.MYD存储表的数据

.MYI存储表索引

（2）锁的粒度 

MYISAM只支持表锁不支持行锁，所以读取时对表加上共享锁，在写入是对表加上排他锁。由于是对整张表加锁，相比INNODB，在并发写入时效率很低。

（3）数据的存储的特点

MYISAM是基于非聚簇索引进行存储的。

（4）表的存储格式

表的存储格式分成三种表 静态表，动态表，压缩表。

静态表：表中的字段都是非变长字段。这样每个记录都是固定长度的，优点存储非常迅速，容易缓存，出现故障容易恢复;缺点是占用的空间通常比动态表多（因为存储时会按照死的宽大度定义补足空格）ps：在取数据的时候，默认会把字段后面的空格去掉，如果不注意会把数据本身带的空格也会忽略。

动态表：

   记录不是固定长度的，这样存储的优点是占用的空间相对较少;缺点：频繁的更新、删除数据容易产生碎片，需要定期执行OPTIMIZE TABLE或者myisamchk-r命令来改善性能。

压缩表：因为每个记录是被单独压缩的，所以只有非常小的访问开支

（5）其他

MyISAM提供了大量的特性，包括全文索引，压缩，空间函数，延迟更新索引键等。

进行压缩后的表是不能进行修改的，但是压缩表可以极大减少磁盘占用空间，因此也可以减少磁盘IO，从而提供查询性能。

全文索引，是一种基于分词创建的索引，可以支持复杂的查询。

延迟更新索引键，不会将更新的索引数据立即写入到磁盘，而是会写到内存中的缓冲区中，只有在清除缓冲区时候才会将对应的索引写入磁盘，这种方式大大提升了写入性能。

2.INNODB存储引擎

   INNODB存储是MYSQL默认事务引擎，也是目前重要、使用最广泛的存储引擎。 

概述：

   支持事务，行锁设计，支持MVCC（多版本并发控制）来支持高并发，支持外键，提供一致性非锁定读设计。

优点：

   DML操作遵循ACID模型（原子性、一致性、隔离性和持久性），支持事务，支持CRASH-RECOVERY特性（当MYSQL发生故障重启后，对于INNODB表，没有完成的事务将通过REDO日志重新进行，已经提交但是没有写到数据文件中的数据，将从doublewrite buffer中重新构建）以保护数据。

2、InnoDB buffer pool 缓存被访问的表和索引信息，经常使用的数据直接从内存中读取。

3、inserts,update,deletes操作被一种称为change buffering的机制所优化。InnoDB不仅允许多并发读写同一张表，它还会缓存发生改变的数据，优化磁盘I/O。

4、当数据库运行大表的长时间查询且反复访问相同表的相同行时，一种叫做Adaptive Hash Index的特性使这些查询更快，就像数据从哈希表中查询出来一样。

5、可以压缩表和相关的索引。

6、可以对性能和可用性造成很小影响地创建和删除索引。

7、可以很快TRUNCATE掉一个file_per_table表空间，释放出磁盘空间供操作系统使用，而不必释放出仅能供InnoDB所重用的系统表空间。

8、支持行级锁和一致性读，提高多用户的并发性和性能。

9、支持主键，提高查询性能。

10、为了保持数据的完整性，InnoDB也支持外键。

11、你可以将InnoDB表与MySQL其他存储引擎的表自由组合在一起使用。例如,在一个SQL中，你可以关联一张InnoDB表和一个内存表。

12、在处理大量数据的时候，InnoDB引擎可以有效的发挥CPU效率和提升性能。.

 INNODB体系结构

 

• 后台线程（多线程模型）
  • Master Thread
    负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘，保证数据的一致性，包括脏页的刷新、合并插入缓存、UNDO页的回收。
  • IO Thread
    使用AIO处理写请求，IO Thread负责IO请求的回调处理
  • Purge Thread
    事务提交后，回收已经使用并且分配的undo页。
• 内存
  • 缓冲池
    InnoDB是基于磁盘存储的，并将其中的记录按照页的方式进行管理，使用缓冲池技术来提高数据库的整体性能。（读取页的时候，将页放到缓冲池中（FIX操作），下次读缓冲池中的即可；修改页时，先修改缓冲池中的页，再以一定的频率刷新到磁盘（CheckPoint机制））
    • 缓冲池管理
      数据库中的缓冲池通过LRU算法进行管理（LRU List），使用最频繁的页在LRU List的前端，当缓冲池中不能存放新读取到的页时，首先释放LRU列表尾端的页。
  • 重做日志缓冲
    InnoDB将重做日志信息放入该缓冲区，然后按照一定的频率将其刷新到重做日志文件。
  • CheckPoint机制
    • 缩短数据库恢复时间：
      数据库宕机时，数据库不需要重做所有的日志因为CheckPoint之前的页都已经刷新回磁盘。
    • 缓冲池不够用时，将脏页刷新到磁盘（Fuzzy CheckPoint 部分刷新）
      当缓冲池不够用时，根据LRU算法，释放list尾端的页，若该页为脏页，则强制执行CheckPoint，刷新回磁盘。
    • 重做日志不可用时，刷新脏页
      因为重做日志不是无限增大的，当到达一定数量时，由第一条所述，数据库恢复不需要这部分重做日志，这部分就可以被覆盖重用，若此时重做日志还有用，那么强制产生CheckPoint，将缓冲池中的页至少刷新到当前重做日志的位置。
      总结一下：缓冲池不够用时，将最少使用的脏页刷新回磁盘，释放该页；当重做日志不够用时，将缓冲池刷新到当前重做日志的位置，放弃一部分重做日志，用于新的重做日志；数据库关闭时，发生Sharp CheckPoint，全部刷新
• InnoDB 关键特性
  • 插入缓冲
  • 两次写
  • 自适应哈希索引
  • 异步IO
  • 刷新邻接页

三、其他存储引擎

MYSQL还有其他存储引擎，包括MEMORY存储引擎，MERGE存储引擎，ARCHIVE，BDB，Federated，TOKUDB