MySQL体系结构

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目录

🚀 MySQL体系结构

🚀 存储引擎介绍

🚀 存储引擎特点 (InnoDB、  MyISAM、  Memory的特点)

 InnoDB

MyISAM

 Memory

🚀 区别及特点

✨InnoDB引擎与MyISAM引擎的有什么区别?

🚀存储引擎选择


🚀 MySQL体系结构

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✨客户端层

客户端层是 MySQL 的最上层,它包括了连接管理、授权认证、查询缓存、分析器、优化器和执行器等组件。客户端通过连接管理器连接到 MySQL 服务器,并通过授权认证模块进行身份验证。如果身份验证通过,查询可以被缓存以提高性能。查询分析器将 SQL语句解析成语法树,优化器将语法树转换成可执行的查询计划,执行器负责执行查询计划并返回结果。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接

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。在该层,服务器会解析查询并创建相应的内部解析树,并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序,是否利用索引等,   最后生成相应的执行操作。如果是select语句,服务器还会查询内部的缓存,如果缓存空间足够大,这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

✨存储引擎层

存储引擎层是 MySQL 的最底层,它负责存储和检索数据。MySQL 支持多种存储引擎,包括 MyISAM、InnoDB、Memory、CSV、Archive 等。每种存储引擎都有自己的特点和适用场景。例如,MyISAM 存储引擎适用于读密集型应用,而 InnoDB 存储引擎适用于写密集型应用。

在 MySQL 中,客户端和服务端可以运行在同一台机器上,也可以运行在不同的机器上。存储引擎可以被视为插件,可以根据需要进行更换。

需要特别注意的!索引是在存储引擎层实现的,也就意味着不同的存储引擎,索引的结构是不一样的

🚀 存储引擎介绍

存储引擎,mysql数据库的核心

存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式  。存储引擎是基于表的,而不是 基于库的,所以存储引擎也可被称为表类型。我们可以在创建表的时候,来指定选择的存储引擎,如果没有指定将自动选择默认的存储引擎。

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 ] ;

查询当前数据库支持的存储引擎

show engines;

执行:

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示例

查询建表语句    --- 默认存储引擎 : InnoDB

show create table account;

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此时,可以发现,就算建表时我们没有去指定存储引擎,数据库也会自动选择默认的存储引擎

创建表  czh , 指定Memory存储引擎

create table czh (
   id int,

name varchar (10)
) engine = Memory ;

🚀 存储引擎特点 (InnoDB、  MyISAM、  Memory的特点)

 InnoDB

InnoDB是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎,在  MySQL 5.5 之后  InnoDB是默认的 MySQL 存储引擎

特点:

事务支持:InnoDB是MySQL的默认存储引擎,它提供了ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)事务支持。它支持提交和回滚事务,并具有更好的并发性能。

行级锁定:InnoDB使用行级锁定来实现并发控制,允许多个事务同时访问表中的不同行,提高了并发性能和数据一致性。

外键约束:InnoDB支持外键约束,可以在表之间建立关系,保证数据的完整性和一致性。

Crash Recovery:InnoDB通过使用事务日志(redo log)来实现崩溃恢复功能,确保在数据库崩溃后能够恢复到一致的状态。

文件

xxx.ibd:  xxx代表的是表名,  innoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件,存储该表的表结 构( frm-早期的  、  sdi-新版的)、数据和索引。

参数:  innodb_file_per_table

show variables  like 'innodb_file_per_table ';

如果该参数开启代表对于InnoDB引擎的表每一张表都对应一个ibd文件我们直接打开MySQL数据存放目录: C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\Data ,这个目录下有很多文件夹,不同的文件夹代表不同的数据库我们直接打开test文件夹

查看:

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可以看到里面有很多的ibd文件每一个ibd文件就对应一张表,比如bank表,就是一个文件bank.ibd,而在这个ibd文件中不仅存放表结构数据还会存放该表对应的索引信息。

而该文件是基于二进制存储的,不能直接基于记事本打开我们可以使用mysql提供的一个指令  ibd2sdi ,通过该指令就可以ibd文件中提取sdi信息sdi数据字典信息中就包含该表的表结构。

执行:

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Innodb逻辑存储结构

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表空间  : InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层,ibd文件其实就是表空间文件在表空间中可以包含多个SegmentInnoDB存储引擎的表空间包括系统表空间(ibdata文件)和用户表空间(.ibd文件),系统表空间用于存储InnoDB引擎的系统信息和共享数据,用户表空间用于存储用户表的数据和索引。

段  : 表空间是由各个段组成的,常见的段有数据段、索引段、回滚段等InnoDB中对于段的管理,都是引擎自身完成,不需要人为对其控制,一个段中包含多个区

区  : 区是表空间的单元结构,每个区的大小为1M是固定的。默认情况下,InnoDB存储引擎页大小为16K,即一个区中一共有64个连续的页。

  : 页是组成区的最小单元  页也是InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元每个页的大小默认为16KB固定的。为了保证页的连续性,  InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请  4-5 个区。

  : InnoDB 存储引擎是面向行的也就是说数据是按行进行存放的在每一行中除了定义表时所指定的字段以外,还包含两个隐藏字段

MyISAM

MyISAMMySQL期的默认存储引擎

特点

表级锁定:MyISAM 存储引擎使用表级锁定,这意味着在进行写操作时会锁定整个表,而不是单独的行。这可能导致并发性能下降,特别是在有大量并发写操作的情况下。

不支持事务:与 InnoDB 不同,MyISAM 存储引擎不支持事务。这意味着它不具备 ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)属性,因此在出现故障时无法保证数据的一致性。

全文索引支持:MyISAM 存储引擎支持全文索引,这使得在文本数据上进行高效的全文搜索成为可能。

高性能读取:MyISAM 存储引擎在处理大量读取操作时具有较高的性能,适用于读取密集型应用。运行速度快

不支持外键:MyISAM 存储引擎不支持外键约束,因此无法在表之间建立关系,这可能会导致数据的完整性和一致性受到影响。

总的来说,MyISAM 存储引擎适合于读取密集型的应用,例如数据仓库或者只读数据的报表生成。然而,在需要事务支持或者并发写入的情况下,InnoDB 存储引擎通常更为适合。

文件

xxx.sdi存储表结构信息

xxx.MYD: 存储数据

xxx.MYI: 存储索引

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 Memory

Memory引擎的表数据时存储在内存中的由于受到硬件问题或断电问题的影响只能将这些表作为 临时表或缓存使用。

特点

基于内存:Memory 存储引擎是基于内存的,这意味着所有的数据都存储在内存中,而不是磁盘上。这使得 Memory 存储引擎在处理数据时非常快速,适用于需要高性能的应用。

表级锁定:Memory 存储引擎使用表级锁定,这意味着在进行写操作时会锁定整个表,而不是单独的行。这可能导致并发性能下降,特别是在有大量并发写操作的情况下。

不支持事务:与 InnoDB 不同,Memory 存储引擎不支持事务。这意味着它不具备 ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)属性,因此在出现故障时无法保证数据的一致性。

不支持外键:Memory 存储引擎不支持外键约束,因此无法在表之间建立关系,这可能会导致数据的完整性和一致性受到影响。

支持 HASH 和 B-TREE 索引:Memory 存储引擎支持 HASH 和 B-TREE 索引,这使得在内存中进行高效的数据检索成为可能。

表数据存储在文件中:虽然 Memory 存储引擎的数据存储在内存中,但是表结构和元数据是存储在文件中的。这些文件通常存储在磁盘上,并且在 MySQL 重启时需要重新加载到内存中。

总的来说,Memory 存储引擎适合于需要高性能的应用,例如缓存、会话管理、临时表等。然而,由于其数据存储在内存中,因此在内存不足的情况下,可能会导致性能下降或者系统崩溃。此外,由于不支持事务和外键,因此在需要这些功能的应用中,Memory 存储引擎可能不太适合。

文件

xxx.sdi存储表结构信息

🚀 区别及特点

InnoDB

MyISAM

Memory

存储限制

64TB

事务安全

不支持

不支持

机制

B+tree索引

Hash索引

不支持

不支持

文索引

支持(5.6本之后)

-

间使用

N/A

内存使用

批量插入速度

支持外键

不支持

不支持

✨InnoDB引擎与MyISAM引擎的有什么区别?

InnoDB 引擎和 MyISAM 引擎是 MySQL 中两种常用的存储引擎,它们在功能和特性上有一些重要的区别:

事务支持: InnoDB 引擎是 MySQL 的事务性存储引擎,支持事务操作(ACID 属性),可以使用 COMMIT 和 ROLLBACK 控制事务的提交和回滚。而 MyISAM 引擎不支持事务,它的操作是自动提交的。

锁定级别: InnoDB 引擎支持行级锁定,这意味着在读取或修改数据时,只锁定涉及的行,而不是整个表。这样可以提高并发性能,多个用户可以同时读取和修改不同的行。而 MyISAM 引擎只支持表级锁定,这意味着在进行写操作时会锁定整个表,可能导致并发性能下降。

崩溃恢复: InnoDB 引擎具有崩溃恢复的能力,它可以在数据库崩溃后自动进行恢复,保证数据的一致性。而 MyISAM 引擎在崩溃后需要进行手动修复,可能会导致数据丢失或不一致。

索引类型: InnoDB 引擎支持 B-TREE 索引,用于高效地进行数据检索。它还支持全文索引,可以进行全文搜索。而 MyISAM 引擎也支持 B-TREE 索引,但不支持全文索引。

外键支持: InnoDB 引擎支持外键约束,可以在表之间建立关系,保证数据的完整性和一致性。而 MyISAM 引擎不支持外键约束,无法建立关系。

性能特点: 通常情况下,InnoDB 引擎在处理大量并发写入的情况下性能较好,适用于事务性应用,如银行系统、电子商务等。而 MyISAM 引擎在读取密集型应用中性能较好,适用于查询频繁、写入较少的应用,如新闻网站、博客等。

需要根据具体的应用需求来选择合适的存储引擎,权衡各种特性和性能。在 MySQL 5.5 版本之后,InnoDB 引擎成为默认的存储引擎,推荐在大多数情况下使用。

🚀存储引擎选择

选择数据库存储引擎时,需要考虑以下因素,并根据具体情况进行权衡:

事务支持: 如果应用需要支持事务(例如银行系统、电子商务系统),则应选择支持事务的存储引擎,如 InnoDB。事务支持可以确保数据的一致性和完整性。

并发性能: 如果应用需要处理大量的并发写入操作,例如社交网络、在线游戏等,应选择支持高并发写入的存储引擎,如 InnoDB。其行级锁定可以提高并发性能。

读取性能: 如果应用主要是读取密集型的,例如新闻网站、博客等,可以选择读取性能较好的存储引擎,如 MyISAM。表级锁定在读取操作中可能不会成为性能瓶颈。

数据完整性: 如果应用需要建立复杂的数据关系,需要外键约束来保证数据完整性和一致性,应选择支持外键约束的存储引擎,如 InnoDB。

崩溃恢复: 如果应用对于数据库的崩溃恢复能力要求较高,需要自动进行恢复以确保数据一致性,应选择具有崩溃恢复能力的存储引擎,如 InnoDB。

全文搜索: 如果应用需要进行全文搜索,如博客的文章搜索等,应选择支持全文索引的存储引擎,如 InnoDB 或 MyISAM。

内存需求: 如果应用需要高性能的数据存取,可以考虑使用Memory存储引擎,将数据存储在内存中,以提高访问速度。

数据量和性能需求: 最后,需要考虑应用的数据量和性能需求。某些存储引擎在处理大规模数据时可能表现更优秀,而在小规模数据下可能没有太大优势。

InnoDB: 是Mysql的默认存储引擎,支持事务、外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求,在并发条件下要求数据的一致性,数据操作除了插入和查询之外,还包含很多的更新、删除操作,那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。

MyISAM:如果应用是以读操作和插入操作为主,只有很少的更新和删除操作,并且对事务的完整性、并发性要求不是很高,那么选择这个存储引擎是非常合适的。

MEMORY:将所有数据保存在内存中,访问速度快,通常用于临时表及缓存。  MEMORY的缺陷就是对表的大小有限制,太大的表无法缓存在内存中,而且无法保障数据的安全性。

总的来说,需要综合考虑应用的读写比例、事务需求、数据完整性、并发性能等方面的需求,以及存储引擎的特性和限制,来选择最适合的存储引擎。在实际应用中,也可以根据具体情况进行测试和评估,以确定最佳的存储引擎选择。


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