MySQL数据分析－（15）表补充：存储引擎

大家好，我是jacky,很高兴继续跟大家分享《MySQL数据分析实战》，今天跟大家分享的主题是表补充之存储引擎；

我们之前学了跟表结构相关的一些操作，那我们看一下创建表的SQL模型：

在我们创建表里，我们还有ENGINE=存储引擎,没有说，我们现在MySQL的默认引擎是InnoDB，那其实在5.5版本之前，默认的存储引擎是MyISAM，而5.5之后呢才使用的是InnoDB，本节课程jacky将讲解跟存储引擎有关的一些内容；

对于很多零基础的朋友来说，听到存储引擎这个词，是不是觉得很晦涩，很理论，其实它一点不晦涩，也一点不理论，存储引擎是整个MySQL的核心，虽然作为核心，但很多资料没有把存储引擎讲透，因为面对初学的朋友来说，能用上MySQL存储引擎的，不过就是一条SQL语句；比如说：ENGINE=InnoDB，并且这是在创建库或者是创建表的时候才能用上它，如何你不写它，系统也会默认给你一个生成，对于一些做数据分析或是产品经理等朋友来说，需要的数据我能从数据库里查询调用就行，没有必要把原理搞的这么清楚，所以才会有些朋友，使用了几年的MySQL,现在还是搞不清存储引擎是什么，所以有些人工资和能力总是停滞不前也是这个原因，业务需要精进，对于个人的职业发展是必要的条件，当你抱怨你的现实跟理想差距怎么这么大的时候，我们有没有想过，我们的才华跟我们的梦想是不是相匹配，我们是不是要提升我们的才华和能力，那当我们遇到提升能力的瓶颈时应该如何突破了，就是对我们的技能要知其然，更要之所以然；

jacky说了这么多，就是告诉大家，存储引擎很重要，SQL语句很简单，但是这句SQL语句背后的意义，我们更要重视和理解，好，开篇说完，我们正式开始讲存储引擎，第一部分，还是跟以往的分享一样，给大家梳理一下本课时的逻辑线；

逻辑线

  • 什么是存储引擎，为什么我们要学习存储引擎，它应用的背景是什么， 为什么MySQL和大多数数据库不同，MySQL有一个存储引擎概念，而大多数其他的数据库没有存储引擎这个概念，学了数据库我们能解决什么现实问题；

jacky再给大家总结一下，本课时的逻辑线就是，记一下笔记：

  • 1.存储引擎是什么，MySQL的发明者把它发明出来的背景是什么；

  • 2.存储引擎的应用场景是什么，它能帮助我们解决企业中的什么实际问题；

  • 3.我们怎样用MySQL这个存储引擎；

这个学习逻辑线，特别的清晰，就是是什么，为什么，怎么样，这些都清楚了，存储引起也就清楚了；

（一）存储引擎是个什么东东？

1.1 存储引擎初识

  • 先抛开存储引擎是什么不说， jacky之前分享了这么多MySQL内容，大家学到这里，有没有体会到MySQL到底是啥，是干什么的？说白了，MySQL就是一个用来存储数据的软件，是不是，就这么简单，它就是用来存储数据的；
    • 大家记下笔记：MySQL的核心是存储引擎；没有存储引擎，MySQL是存储不了数据的，这就是存储引擎，所以说它很重要；

1.2 如何深入浅出的理解存储引擎

开过汽车或了解汽车的朋友都知道，手动挡汽车里有一个离合器的东西，大家也都知道只有左脚踩上离合器，汽车才能挂上挡，加油后汽车才能启动；但是，问大家为什么踩上离合器汽车才能启动，大部分人是回答不上来的，同理，一些朋友对于MySQL中的存储引擎也是这样的，存储引擎是什么，都有一些模糊的理解，关于存储引擎是怎样在MySQL中起作用的大部分人也是说不清的；
好，那接下来就是，我们为什么一定要掌握存储引擎的原理，大家思考，汽车的离合器坏了，有修车长和4S店给你修，你的存储引擎在MySQL配置中出了错，你找谁去修，让别的同事去修，这大多是行不同的，所以，我们要知道存储引擎到底在MySQL中是如何起作用的？

  • 我们该怎么学才能搞清楚存储引擎呢？还是借用离合器那个类比，我们要搞懂离合器在汽车中是如何起作用的，是不是要先搞懂汽车的结构，进而才能知道离合器在整个汽车结构中处于什么样的作用；

  • 同理道理，要搞清楚存储引擎，我们也要先搞懂MySQL的架构体系，或者说是MySQL的物理组件，我们才能深刻的理解存储引擎，好，这个逻辑我们捋顺了，我们就按照这个逻辑来学习吧

1.3 MySQL构架体系（物理组件）

先来看下，MySQL的构架体系图：

@数据分析－jacky

这张图可以告诉我们MySQL具体是怎么执行的，我们看下MySQL是由哪几部分组成的，从结构表里看有SQL接口、解析器、优化器、缓存、存储引擎，等等这么多，是不是，下面jacky分别来说一些每部分分别是什么：

  • Connectors：不同语言中与SQL的交互接口；

  • Management Serivices & Utillities：系统管理和控制工具

  • Connection Pool：连接池

    • 管理缓冲用户的连接，包括线程处理需要缓冲的需求，就通过连接池来实现；

  • SQL Interface：接收用户的SQL指令，并且返回需要查询的结果

    • 比如我们写了SELECT ＊ FROM 表名，就可以得到结果，包括我们写一个创建表的语句，都是写的SQL语句，通过SQL Interface来接收指令，并且返回结果

  • Parser：解析器

    • 其实我们的SQL指令传到解析器的时候，先会被解析验证和进行解析，先验证一下我们写的SQL语句是否对，接着再来解析，其实它解析的时候也不是整个SQL语句进行解析，它是把一个大的 SQL语句拆分成我们这样一块一块的来解析，如果在分析过程中遇到错误，那么就说明这个SQL语句有问题，那就会返回一个错误，是这样的一个效果；

  • Optimizer：查询优化器

    • 我们的SQL语句在查询之前，就会使用到这个查询优化器，来对我们的查询进行优化，查询优化器使用的策略是（简单了解下）：

      • 1）选取 ➡️2）投影➡️3）连接

        • 举一个简单的例子：SELECT name FROM user WHERE age>18;MySQL的查询机制是这样的，MySQL先根据条件筛选出一部分记录， 而不是把所以条件都筛选出来，再筛选出age>18的记录，不是这样的；那接着，筛选出来记录之后，要查name字段，只拿name字段的值，而不是把所以字段都拿出来之后，再取name字段的值；最后把这两个结果结合在一起返回给你，是这样的一个查询机制和过程；这就是我们说的查询优化器；

  • Caches & Buffers：查询缓存

    • 查询缓存什么意思，如果说我们查询缓存中有命中的一个查询结果，它就不会去后面查了，直接使用缓存中去读取数据；如果缓存中没有，它在去后面去查，是这样的一个过程；

  • Engine：存储引擎

    • 接着就是我们的Engine了，这就是为什么我们先要介绍MySQL的物理组件，再来介绍存储引擎，MySQL中的存储引擎也是MySQL中比较大的特色，我们看到这个图中有很多小插销，那它代表的意义是什么呢？就是代表我们的存储引擎是可以插拔的，那这里面我们用到谁就可以插谁，那我们看到，这里面有这么多存储引擎，我们使用谁，我们就可以加上谁，接着在后面我们看到还有一个加号，加号的意思是什么呢？加号的意思是我们的存储引擎是可以拓展的，当然了，如果你有能力，你可以自己来写一个存储引擎，像我们的BAT，它们可以根据自己的业务自己定制一个存储引擎，

  • File system /File & Logs：文件和日志的存储，这个就没什么说的了 ;

@数据分析-jacky

接着上次的分享，jacky跟大家说了存储引擎的第一个逻辑线，存储引擎是什么？对于MYSQL的构架体系，jacky在这次分享的开头再做一下补充说明，就是jacky讲这个MySQL的构架体系，是为了让大家理解存储引擎在MySQL中的作用，是这个目的，对于其他的MYSQL构架大家有个印象，了解就好，不必过于纠结，当然知道的越多，对存储引擎的理解就越深，当然，单单只是了解，也不耽误我们接下来的学习；

好，我们回归主题， 按照我们的逻辑线，我们讲完第一部分存储引擎是什么，
接下来我应该讲存储引擎的应用场景是吧，讲它是怎样帮助我们解决问题的，最后讲我们应该怎样用存储引擎，也就是在MySQL应该怎样创建这个存储引擎，是吧，按照这个逻辑讲是不是就会很清楚了；

我们先记下笔记，把这个逻辑框架先记下来：
笔记：（二）存储引擎的应用场景
笔记：（三）存储引擎怎样用；

（二）存储引擎怎么用

好，关于第二部分，涉及的内容比较多，jacky先讲第三个逻辑线就是存储引擎怎么用，换句话说，就是在MySQL里，我们创建表的时候，应该如何创建我们的存储引擎；

3.1 存储引擎创建的sql语句

  • 大家有没有思考过，我们第四章的总目录叫SQL基础操作之表操作，我们看下我们都讲了什么？
    数据分析-jacky
CREATE TABLE 表名(
       字段名1   数据类型   [属性]  索引，
       字段名1   数据类型   [属性]  索引，
       … …
       )ENGINE=存储引擎  CHARSET＝字符集;
  • 大家有没有看到关于表补充，jacky讲的都是上面这个创建表的SQL模型，那本节课程，说白了我们就是讲了一个SQL语句，就是ENGINE=存储引擎，当工作时，我们实际代码操作就这么多，下面的分享，jacky会说，这条存储语句SQL语句可以替换为InnoDB，也可以替换成MyISAM，或是其他的存储引擎，是吧，存储引擎真的很简单；

（三）存储引擎的应用场景

我们知道存储引擎怎么用了，ENGINE=要替换的存储引擎，我们还用知道为什么要这样用，我们什么时候用ENGINE=InnoDB，什么时候用ENGINE=MyISAM，都是我们这部分要探讨的问题；

3.1 存储引擎汇总

我们要想知道各种不用类型存储引擎的应用场景，首先要知道MySQL中有多少种类型的存储引擎是吧，我们打开MySQL软件看一下：

SHOW ENGINESG

show engines之后，jacky给大家讲解下相关的选项信息

  • ENGINE：存储引擎名称

  • SUPPORT：是否支持此存储引擎

  • COMMENT：存储引擎的注释

  • TRANSACTIONS：是否支持事务

  • XA：是否支持分布式交易处理的XA规范

  • SAVEPOINTS：是否支持保存点，以便事务回滚到保存点

好，这时初学的朋友会说，哎，jacky你说的太理论了，什么是事务，什么是XA规范，什么又是事务回滚呢？
大家这里只要先理解一个概念就好了，就是什么是事务，关于其他的一些理论名词，我们听过就行，先不用管它，但是事务一定要明白什么意思，在面试和实际工作中这个词都是十分重要的；

3.2 什么是事务

上面是这些选项的一个意义，可以通过show engines查看所有存储引擎，当我们建库的时候，或者建表的时候，当我们没有指定存储引擎，我们使用的就是默认的存储引擎，在MySQL的版本在5.5之前默认的都是MyISAM，而5.5之后呢才使用的是InnoDB；我们可以通过下面这个SQL语句查看当前的默认存储引擎，语句是：

SHOW VARIABLES LIKE 'storage_engine';
  • 我们可以看到默认的存储引擎是InnoDB，当然我们在建表，建库的时候也可以指定不同的存储引擎，那接下我们就看一下各种存储引擎之间有什么不同特性，包括适用在哪些业务场景下，那接下来，jacky就带着大家一一来看这些存储引擎，看看这些存储引擎的特点以及不同的应用场景；

3.1 MyISAM存储引擎

3.1.1 MyISAM的演变

  • MySQL5.5 之前一直默认的存储引擎都是MyISAM，MyISAM的前身是ISAM，实际上那时还没有存储引擎的概念，ISAM只是一种算法，或者说是数据的处理方式，随着MySQL的发展，MySQL的架构是不断的发展和演进，最终才引进了我们开始在物理组件图中，看到的这种架构的形式，那我们的存储引擎也是可插拔式的，是很颠覆的一个形式，那ISAM也进化到了我们的MyISAM，并且也是作为MySQL默认的存储引擎，直到5.5之后，InnoDB才取代了MyISAM，那可能有朋友会说这个InnoDB一定很牛啊，但是呢你不了解MyISAM，你也不知道，也InnoDB相比，各自的优势和劣势是什么，现在也不是说MyISAM用不到了，同样有很多场景需要用到MyISAM存储引擎；

3.1.2 测试MyISAM存储引擎

我们学习每个存储引擎，都要学习这些存储引擎的特点，正是因为我们知道了这些存储引擎的特点，才能选择合适的存储引擎；因为存储引擎对于我们数据的存储包括索引，起着关键性的作用；

  • （1）默认MyISAM 的表会在存盘中产生3个文件：

    • .frm：表结构文件

    • .MYD：数据文件

    • .MYI：索引文件

  • （2）可以在建表的时候指定数据文件和索引文件的存储位置，只有MyISAM表支持，其他的存储引擎如果写上也是没有效果的：

    • DATA DIRECORY [=] 数据保存的绝对路径

    • INDEX DIRECORY [=] 索引文件保存的绝对路径

  • （3）MyISAM单表最大支持的数据量：2的64次方条记录，每个表最多可以建立64个索引

并不是说MyISAM支持的少，有很多No就说明它不行，MyISAM在5.5之前作为MySQL默认的存储引擎已经有10年了，包括现在我们系统中的表的存储引擎还是MyISAM，只不过它不是默认的存储引擎了，我们看一下

show databases;
use information_schema;
show tables;
show create table views;

@数据分析-jacky

  • 我们看到，我们安装完MySQL数据库后，系统自带的几个库，包括mysql,information_schema，这几个库使用的存储引擎都是MyISAM，所以说MyISAM还是有它的用处的，它还是很强大的，不过它的缺点也很明显，下面我们来总结下MyISAM的优点缺点有什么；

3.1.3 MyISAM的优点与缺点

  • 优点

    • 对于查询和写入场景来说，MyISAM查询快，写入也快

  • 缺点

    • （1）锁粒度太粗

      • 是表级锁，不是行级锁，对于我们实时应用的场景，它的响应速度不是很理想；

    • （2）不支持事务

      • 像我们银行，金融类的场景是用不了MyISAM存储引擎的；

3.1.4 MyISAM支持的三种存储格式

  • （1）定长（静态）FIXED

    • 静态格式是最简单，也是最安全的格式，如果说我们出现数据崩溃了，它也是最快恢复的，同样的查找数据也是最快的，它很容易在我们的磁盘中定位和查找我们的记录；

  • （2）动态 DYNAMIC

    • 动态表处理数据要复杂一些，它在每行会有一个行头来标识我们这行的长度，但是我们这个长度又是不固定的，，所以我们每次写入都会重新来标定，如果说我们要经常更新我们的表，它同样的会产生一些碎片，我们需要使用响应的工具来消除我们的碎片，它的好长是占用的空间小，就像前面jacky分享的char和varchar的区别，var是以空间换时间，而varchar是以时间换空间

  • （3）压缩 COMPRESSED

定长和动态不需要我们特殊指定，它会在我们创建表的时候，根据我们的字段类型，自动的去适配，假如我们都是CHAR类型的，它就是我们的静态表，如果说有VARCHAR，TEXT，当我们创建表时，就是动态表；
像我们压缩的存储格式，我们必须通过一个工具myisampack来创建，这个后面jacky讲工具时会说，这里就不再提了；

3.2 InnoDB存储引擎

在5.5之后，InnoDB是我们默认的存储引擎，也可以说是最重要的，也是最常用的存储引擎；InnoDB是业界公认的高性能，高可用性而且是使用频率最广泛的存储引擎，已经具有不可撼动的地位，相比于其他的存储引擎，它具有哪些特性呢？

3.2.1 特性

  • 特性一：设计遵循ACID模型，支持事务，具有从服务崩溃中恢复的能力，能够最大限度的包括我们用户的数据

    • ACID模型其实就是我们事务的四个特性：

      • 原子性（Atomiocity）

      • 一致性（Consistency）

      • 隔离性（Isolation）

      • 持久性（Durability）

  • 特性二：支持行级锁，可以提升多用户并发时的读写性能；

  • 特性三：支持外键，保存了数据的一致性和完整性；

  • 特性四：InnoDB拥有自己独立的缓冲池，常用的数据和索引都在缓存中；

  • 特性五：对于INSERT、UPDATE、DELETE操作，InnoDB会使用一种change buffering机制来自动优化，还可以提供一致性的读，并且还能够缓存变更的数据，减少磁盘I/O，提高性能

3.2.2 测试InnoDB存储引擎

  • 创建InnoDB表后会产生两个文件

    • .frm 表结构文件

    • .ibd 数据和索引存储表空间中

      • 以后我们也可以单独的指定数据保存在哪儿，包括索引保存在哪儿，这里先不说，不说跟它相关的一些配置，因为这些配置选项太多了，以后大家要是学习优化了，那时在去学习

3.2.3 一些经验

  • 所有的表都需要创建主键，最好配合自增的属性，也可以放到经常查询的列，作为主键

  • 我们可以根据应用的需要，选择如何存储，MySQL默认支持多种存储引擎，以适用不同领域的数据库的需要，我们可以通过选择适用不用的存储引擎，提高应用的效率，提供灵活的存储，以达到最大程度可指定性，

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