MySQL存储引擎

Posted on 2022-04-18 Edited on 2024-07-22 In 数据库 , MySQL Views: Word count in article: 6.7k Reading time ≈ 6 mins.

为了管理方便，人们把连接管理、查询缓存、语法解析、查询优化这些并不涉及真实数据存储的功能划分为MySQL server的功能，把真实存取数据的功能划分为存储引擎的功能。所以在MySQL server完成了查询优化后，只需按照生成的执行计划调用底层存储引擎提供的API，获取到数据后返回给客户端就好了。
MySQL中提到了存储引擎的概念。简而言之，存储引擎就是指表的类型。其实存储引擎以前叫做表处理器，后来改名为存储引擎，它的功能就是接收上层传下来的指令，然后对表中的数据进行提取或写入操作。

1、查看存储引擎

查看mysql提供什么存储引擎：
1
mysql> show engines;
- 查询结果显示，MySQL8支持9种存储引擎，分别为MEMORY、MRG_MYISAM、CSV、FEDERATED、PERFORMANCE_SCHEMA、MYISAM、InnoDB、BLACKHOLE和ARCHIVE。
  - Engine参数表示存储引擎名称。
  - Support参数表示MySQL数据库管理系统是否支持该存储引擎：YES表示支持，NO表示不支持。
  - DEFAULT表示系统默认支持的存储引擎。
  - Comment参数表示对存储引擎的评论。
  - Transactions参数表示存储引擎是否支持事务：YES表示支持，NO表示不支持。
  - XA参数表示存储引擎所支持的分布式是否符合XA规范：YES表示支持，NO表示不支持。代表着该存储引擎是否支持分布式事务。
  - Savepoints参数表示存储引擎是否支持事务处理的保存点：YES表示支持，NO表示不支持。也就是说，该存储引擎是否支持部分事务回滚。

2、设置系统默认的存储引擎

查看默认的存储引擎：

mysql> show variables like '%storage_engine%';
+---------------------------------+-----------+
| Variable_name                   | Value     |
+---------------------------------+-----------+
| default_storage_engine          | InnoDB    |
| default_tmp_storage_engine      | InnoDB    |
| disabled_storage_engines        |           |
| internal_tmp_mem_storage_engine | TempTable |
+---------------------------------+-----------+
4 rows in set (0.00 sec)

# 或
mysql> SELECT @@default_storage_engine;
+--------------------------+
| @@default_storage_engine |
+--------------------------+
| InnoDB                   |
+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

修改默认的存储引擎：
- 如果在创建表的语句中没有显式指定表的存储引擎的话，那就会默认使用InnoDB作为表的存储引擎。如果我们想改变表的默认存储引擎的话，可以这样写启动服务器的命令行：
  1
  SET DEFAULT_STORAGE_ENGINE=MyISAM;
- 或者修改 my.cnf 文件：
  1
  2
  3
  4
  default-storage-engine=MyISAM
  
  # 重启服务
  systemctl restart mysqld.service

3、设置表的存储引擎

存储引擎是负责对表中的数据进行提取和写入工作的，我们可以为不同的表设置不同的存储引擎，也就是说不同的表可以有不同的物理存储结构，不同的提取和写入方式。

3.1 创建表时指定存储引擎

我们之前创建表的语句都没有指定表的存储引擎，那就会使用默认的存储引擎InnoDB。如果我们想显式的指定一下表的存储引擎，那可以这么写：
1
2
3
CREATE TABLE 表名(
建表语句;
) ENGINE = 存储引擎名称;
- 比如我们想创建一个存储引擎为MyISAM的表可以这么写：
  1
  2
  mysql> CREATE TABLE engine_demotable(i int) ENGINE=MyISAM;
  Query OK,0 rows affected (0.82 sec)

3.2 修改表的存储引擎

如果表已经建好了，我们也可以使用下边这个语句来修改表的存储引擎：
1
ALTER TABLE 表名 ENGINE = 存储引擎名称;
- 比如我们修改一下engine_demo_table表的存储引擎：
  1
  ALTER TABLE engine_demo_table ENGINE = InnoDB;

4、引擎介绍

4.1 InnoDB 引擎：具备外键支持功能的事务存储引擎

MySQL从3.23.34a开始就包含InnoDB存储引擎。大于等于5.5之后，默认采用InnoDB引擎。
InnoDB是MySQL的默认事务型引擎，它被设计用来处理大量的短期(short-lived)事务。可以确保事务的完整提交(Commit)和回滚(Rollback)。
除了增加和查询外，还需要更新、删除操作，那么，应优先选择InnoDB存储引擎。
除非有非常特别的原因需要使用其他的存储引擎，否则应该优先考虑InnoDB引擎。
数据文件结构：
- 表名.frm 存储表结构（MySQL8.0时，合并在表名.ibd中）
- 表名.ibd 存储数据和索引
InnoDB是为处理巨大数据量的最大性能设计。
- 在以前的版本中，字典数据以元数据文件、非事务表等来存储。现在这些元数据文件被删除了。比如：.frm，.par，.trn，.isl，.db.opt等都在MySQL8.0中不存在了。
对比MyISAM的存储引擎，InnoDB写的处理效率差一些，并且会占用更多的磁盘空间以保存数据和索引。
MyISAM只缓存索引，不缓存真实数据；InnoDB不仅缓存索引还要缓存真实数据，对内存要求较高，而且内存大小对性能有决定性的影响。

4.2 MyISAM 引擎：主要的非事务处理存储引擎

MyISAM提供了大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数(GIS)等，但MyISAM不支持事务、行级锁、外键，有一个毫无疑问的缺陷就是崩溃后无法安全恢复。
5.5之前默认的存储引擎。
优势是访问的速度快，对事务完整性没有要求或者以SELECT、INSERT为主的应用。
针对数据统计有额外的常数存储。故而 count(*) 的查询效率很高。
数据文件结构：
- 表名.frm 存储表结构。
- 表名.MYD 存储数据 (MYData)。
- 表名.MYI 存储索引 (MYIndex)。
应用场景：只读应用或者以读为主的业务。

4.3 Archive 引擎：用于数据存档

archive是归档的意思，仅仅支持插入和查询两种功能（行被插入后不能再修改）。
在MySQL5.5以后支持索引功能。
拥有很好的压缩机制，使用zlib压缩库，在记录请求的时候实时的进行压缩，经常被用来作为仓库使用。
创建ARCHIVE表时，存储引擎会创建名称以表名开头的文件。数据文件的扩展名为.ARZ。
根据英文的测试结论来看，同样数据量下，Archive表比MyISAM表要小大约75%，比支持事务处理的InnoDB表小大约83%。
ARCHIVE存储引擎采用了行级锁。该ARCHIVE|擎支持AUTO_INCREMENT列属性。AUTO_INCREMENT列可以具有唯一索引或非唯一索引。尝试在任何其他列上创建索引会导致错误。
Archive表适合日志和数据采集（档案）类应用；适合存储大量的独立的作为历史记录的数据。拥有很高的插入速度，但是对查询的支持较差。

下表展示了ARCHIVE存储引擎功能：

特征	支持
B树索引	不支持
`备份/时间点恢复`（在服务器中实现，而不是在存储引擎中）	支持
集群数据库支持	不支持
聚集索引	不支持
`压缩数据`	支持
数据缓存	不支持
加密数据（加密功能在服务器中实现）	支持
外键支持	不支持
全文检索索引	不支持
地理空间数据类型支持	支持
地理空间索引支持	不支持
哈希索引	不支持
索引缓存	不支持
`锁粒度`	行锁
MVCC	不支持
存储限制	没有任何限制
交易	不支持
`更新数据字典的统计信息`	支持

4.4 Blackhole 引擎：丢弃写操作，读操作会返回空内容

Blackhole引擎没有实现任何存储机制，它会丢弃所有插入的数据，不做任何保存。
但服务器会记录Blackhole表的日志，所以可以用于复制数据到备库，或者简单地记录到日志。但这种应用方式会碰到很多问题，因此并不推荐。

4.5 CSV引擎：存储数据时，以逗号分隔各个数据项

CSV引擎可以将普通的CSV文件作为MySQL的表来处理，但不支持索引。
CSV引擎可以作为一种数据交换的机制，非常有用。
CSV存储的数据直接可以在操作系统里，用文本编辑器，或者excel读取。
对于数据的快速导入、导出是有明显优势的。

创建CSV表时，服务器会创建一个纯文本数据文件，其名称以表名开头并带有.CSV扩展名。当你将数据存储到表中时，存储引擎将其以逗号分隔值格式保存到数据文件中。

mysql> CREATE TABLE test (i INT NOT NULL, c CHAR(10) NOT NULL) ENGINE = CSV;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> show create table test;
+-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table                                                                                           |
+-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| test  | CREATE TABLE `test` (
  `i` int NOT NULL,
  `c` char(10) NOT NULL
) ENGINE=CSV DEFAULT CHARSET=utf8mb3 |
+-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> INSERT INTO test VALUES(1,'record one'),(2,'record two');
Query OK, 2 rows affected (0.01 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> SELECT * FROM test;
+---+------------+
| i | c          |
+---+------------+
| 1 | record one |
| 2 | record two |
+---+------------+
2 rows in set (0.00 sec)

# 创建CSV表还会创建相应的元文件，用于存储表的状态和表中存在的行数。此文件的名称与表的名称相同，后缀为 CSM。
root@f0796ad75d78:/# cd /var/lib/mysql/testdb
root@f0796ad75d78:/var/lib/mysql/testdb# ls -l
-rw-r----- 1 mysql mysql     35 Apr 18 02:38 test.CSM
-rw-r----- 1 mysql mysql     30 Apr 18 02:38 test.CSV
-rw-r----- 1 mysql mysql   2443 Apr 18 02:32 test_480.sdi

这种格式可以被Microsoft Excel等电子表格应用程序读取，甚至写入。使用Microsoft Excel打开如图所示：

4.6 Memory 引擎：置于内存的表

概述：
- Memory采用的逻辑介质是内存 ， 响应速度很快，但是当mysqld守护进程崩溃的时候数据会丢失。另外，要求存储的数据是数据长度不变的格式，比如，Blob和Text类型的数据不可用(长度不固定的)。
主要特征：
- Memory同时支持哈希（HASH）索引和B+树索引。
- Memory表至少比MyISAM表要快一个数量级。
- MEMORY表的大小是受到限制的。表的大小主要取决于两个参数，分别是max_rows和max_heap_table_size。其中，max_rows可以在创建表时指定；max_heap_table_size的大小默认为16MB，可以按需要进行扩大。
- 数据文件与索引文件分开存储。
  - 每个基于MEMORY存储引擎的表实际对应一个磁盘文件，该文件的文件名与表名相同，类型为frm类型，该文件中只存储表的结构，而其数据文件都是存储在内存中的。
  - 这样有利于数据的快速处理，提供整个表的处理效率。
- 缺点：其数据易丢失，生命周期短。基于这个缺陷，选择MEMORY存储引擎时需要特别小心。
使用Memory存储引擎的场景：
- 目标数据比较小，而且非常频繁的进行访问，在内存中存放数据，如果太大的数据会造成内存溢出。可以通过参数max_heap_table_size控制Memory表的大小，限制Memory表的最大的大小。
- 如果数据是临时的，而且必须立即可用得到，那么就可以放在内存中。
- 存储在Memory表中的数据如果突然间丢失的话也没有太大的关系。

4.7 Federated引擎：访问远程表

Federated引擎是访问其他MySQL服务器的一个代理 ，尽管该引擎看起来提供了一种很好的跨服务器的灵活性，但也经常带来问题，因此默认是禁用的。

4.8 Merge引擎：管理多个MyISAM表构成的表集合

4.9 NDB引擎：MySQL集群专用存储引擎

也叫做NDB Cluster存储引擎，主要用于MySQL Cluster分布式集群环境，类似于Oracle的RAC集群。

4.10 引擎对比

MySQL中同一个数据库，不同的表可以选择不同的存储引擎。如下表对常用存储引擎做出了对比。

特点	MyISAM	InnoDB	MEMORY	MERGE	NDB
存储限制	有	64TB	有	没有	有
`事务安全`		支持
`锁机制`	表锁，即使操作一条记录也会锁住整个表，不适合高并发的操作	行锁，操作时只锁某一行，不对其它行有影响，适合高并发的操作	表锁	表锁	行锁
B树索引	支持	支持	支持	支持	支持
哈希索引			支持		支持
全文索引	支持
集群索引		支持
数据缓存		支持	支持		支持
`索引缓存`	只缓存索引，不缓存真实数据	不仅缓存索引还要缓存真实数据，对内存要求较高，而且内存大小对性能有决定性的影响	支持	支持	支持
数据可压缩	支持
空间使用	低	高	N/A	低	低
内存使用	低	高	中等	低	高
批量插入的速度	高	低	高	高	高
支持外键		支持

5、MyISAM和InnoDB

MySQL5.5之前的默认存储引擎是MyISAM，5.5之后改为了InnoDB。
首先对于InnoDB存储引擎，提供了良好的事务管理、崩溃修复能力和并发控制。因为InnoDB存储引擎支持事务，所以对于要求事务完整性的场合需要选择lnnoDB，比如数据操作除了插入和查询以外还包含有很多更新、删除操作，像财务系统等对数据准确性要求较高的系统。缺点是其读写效率稍差，占用的数据空间相对比较大。
其次对于MyISAM存储引擎，如果是小型应用，系统以读操作和插入操作为主，只有很少的更新、删除操作，并且对事务的要求没有那么高，则可以选择这个存储引擎。MyISAM存储引擎的优势在于占用空间小，处理速度快；缺点是不支持事务的完整性和并发性。

这两种引擎各有特点，当然你也可以在MySQL中，针对不同的数据表，可以选择不同的存储引擎。

对比项	MyISAM	InnoDB
外键	不支持	支持
事务	不支持	支持
行表锁	表锁，即使操作一条记录也会锁住整个表，不适合高并发的操作	行锁，操作时只锁某一行，不对其它行有影响，适合高并发的操作
缓存	只缓存索引，不缓存真实数据	不仅缓存索引还要缓存真实数据，对内存要求较高，而且内存大小对性能有决定性的影响
自带系统表使用	Y	N
关注点	性能：节省资源、消耗少、简单业务	事务：并发写、事务、更大资源
默认安装	Y	Y
默认使用	N	Y