【愚公系列】2023年03月 Java教学课程 107-MySQL数据库（存储引擎）

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一、MySQL存储引擎

1.MySQL体系结构

• 体系结构的概念

  • MySQL体系结构是指MySQL数据库中各个组成部分之间的关系和交互方式。

• MySQL的体系结构

• 体系结构详解
  • 客户端连接
    • 支持接口：支持的客户端连接，例如C、Java、PHP等语言来连接MySQL数据库
  • 第一层：网络连接层
    • 连接池：管理、缓冲用户的连接，线程处理等需要缓存的需求。
    • 例如：当客户端发送一个请求连接，会从连接池中获取一个连接进行使用。
  • 第二层：核心服务层
    • 管理服务和工具：系统的管理和控制工具，例如备份恢复、复制、集群等。
    • SQL接口：接受SQL命令，并且返回查询结果。
    • 查询解析器：验证和解析SQL命令，例如过滤条件、语法结构等。
    • 查询优化器：在执行查询之前，使用默认的一套优化机制进行优化sql语句
    • 缓存：如果缓存当中有想查询的数据，则直接将缓存中的数据返回。没有的话再重新查询！
  • 第三层：存储引擎层
    • 插件式存储引擎：管理和操作数据的一种机制，包括(存储数据、如何更新、查询数据等)
  • 第四层：系统文件层
    • 文件系统：配置文件、数据文件、日志文件、错误文件、二进制文件等等的保存

2.MySQL存储引擎

• 引擎的概念

  • 引擎是指一种能够产生动力的装置，可以将燃料等能源转化为机械能，驱动各种机械设备，如汽车、火车、飞机、船舶、发电机等。在生活中，引擎的概念也可以被用于比喻一些能够推动事物发展的力量或驱动力，例如经济的引擎、科技的引擎、创新的引擎等。这些引擎可以推动社会、经济、文化等各个方面的进步和发展。

• MySQL存储引擎的概念

  • MySQL数据库使用不同的机制存取表文件 , 机制的差别在于不同的存储方式、索引技巧、锁定水平以及广泛的不同的功能和能力，在MySQL中 , 将这些不同的技术及配套的功能称为存储引擎
  • 在关系型数据库中数据的存储是以表的形式存进行储的，所以存储引擎也可以称为表类型（即存储和操作此表的类型）。
  • Oracle , SqlServer等数据库只有一种存储引擎 , 而MySQL针对不同的需求, 配置MySQL的不同的存储引擎 , 就会让数据库采取了不同的处理数据的方式和扩展功能。
  • 通过选择不同的引擎 ,能够获取最佳的方案 , 也能够获得额外的速度或者功能，提高程序的整体效果。所以了解引擎的特性 , 才能贴合我们的需求 , 更好的发挥数据库的性能。

• MySQL支持的存储引擎

  • MySQL5.7支持的引擎包括：InnoDB、MyISAM、MEMORY、Archive、Federate、CSV、BLACKHOLE等
  • 其中较为常用的有三种：InnoDB、MyISAM、MEMORY

3.常用引擎的特性对比

• 常用的存储引擎
  • MyISAM存储引擎
    • 访问快,不支持事务和外键。表结构保存在.frm文件中，表数据保存在.MYD文件中，索引保存在.MYI文件中。
  • InnoDB存储引擎(MySQL5.5版本后默认的存储引擎)
    • 支持事务 ,占用磁盘空间大 ,支持并发控制。表结构保存在.frm文件中，如果是共享表空间，数据和索引保存在 innodb_data_home_dir 和 innodb_data_file_path定义的表空间中，可以是多个文件。如果是多表空间存储，每个表的数据和索引单独保存在 .ibd 中。
  • MEMORY存储引擎
    • 内存存储 , 速度快 ,不安全 ,适合小量快速访问的数据。表结构保存在.frm中。
• 特性对比

特性	MyISAM	InnoDB	MEMORY
存储限制	有(平台对文件系统大小的限制)	64TB	有(平台的内存限制)
事务安全	不支持	支持	不支持
锁机制	表锁	表锁/行锁	表锁
B+Tree索引	支持	支持	支持
哈希索引	不支持	不支持	支持
全文索引	支持	支持	不支持
集群索引	不支持	支持	不支持
数据索引	不支持	支持	支持
数据缓存	不支持	支持	N/A
索引缓存	支持	支持	N/A
数据可压缩	支持	不支持	不支持
空间使用	低	高	N/A
内存使用	低	高	中等
批量插入速度	高	低	高
外键	不支持	支持	不支持

4.引擎的操作

• 查询数据库支持的引擎

-- 标准语法
SHOW ENGINES;

-- 查询数据库支持的存储引擎
SHOW ENGINES;

-- 表含义:
  - support : 指服务器是否支持该存储引擎
  - transactions : 指存储引擎是否支持事务
  - XA : 指存储引擎是否支持分布式事务处理
  - Savepoints : 指存储引擎是否支持保存点

• 查询某个数据库中所有数据表的引擎

-- 标准语法
SHOW TABLE STATUS FROM 数据库名称;

-- 查看db9数据库所有表的存储引擎
SHOW TABLE STATUS FROM db9;

• 查询某个数据库中某个数据表的引擎

-- 标准语法
SHOW TABLE STATUS FROM 数据库名称 WHERE NAME = '数据表名称';

-- 查看db9数据库中stu_score表的存储引擎
SHOW TABLE STATUS FROM db9 WHERE NAME = 'stu_score';

• 创建数据表，指定存储引擎

-- 标准语法
CREATE TABLE 表名(
	列名,数据类型,
    ...
)ENGINE = 引擎名称;

-- 创建db11数据库
CREATE DATABASE db11;

-- 使用db11数据库
USE db11;

-- 创建engine_test表，指定存储引擎为MyISAM
CREATE TABLE engine_test(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	NAME VARCHAR(10)
)ENGINE = MYISAM;

-- 查询engine_test表的引擎
SHOW TABLE STATUS FROM db11 WHERE NAME = 'engine_test';

• 修改表的存储引擎

-- 标准语法
ALTER TABLE 表名 ENGINE = 引擎名称;

-- 修改engine_test表的引擎为InnoDB
ALTER TABLE engine_test ENGINE = INNODB;

-- 查询engine_test表的引擎
SHOW TABLE STATUS FROM db11 WHERE NAME = 'engine_test';

二、总结

MySQL存储引擎是MySQL数据库中用于存储和管理数据的核心组件。MySQL中常用的存储引擎包括InnoDB、MyISAM、Memory、CSV、Blackhole等。

• InnoDB是MySQL的默认存储引擎，它支持事务、外键、行级锁等高级特性，适合于高并发的OLTP应用。
• MyISAM是MySQL的另一种常用存储引擎，它不支持事务和外键，但具有全文搜索等特性，适合于读多写少的应用。
• Memory存储引擎将数据存储在内存中，速度非常快，但不能持久化数据，适合于缓存等临时性数据的存储。
• CSV存储引擎将数据存储在CSV文件中，适合于数据导入导出等简单的数据处理场景。
• Blackhole存储引擎不会实际存储数据，而是将所有写入操作忽略，适合于数据复制等场景。

选择合适的存储引擎对于MySQL数据库的性能和功能有着重要的影响。