MySQL的存储引擎

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目录

1.存储引擎

1.1 概念介绍

1.2 常用存储引擎

2.MyISAM

2.1 特点介绍

2.2 支持的存储格式

2.3 适用的生产场景

3.InnoDB

3.1 特点介绍

3.2 适用生产场景分析

4.企业选择存储引擎依据

5.MyISAM和InnoDB的区别

6.MySQL查询执行过程

7.存储引擎的命令操作

8.InnoDB的行锁和表锁

9.死锁

9.1 概念

9.2 死锁导致长时间阻塞的危害

9.3 如何尽可能避免死锁

1.存储引擎

1.1 概念介绍

1.2 常用存储引擎

常用存储引擎：InnoDB、MyISAM

MyISAM： 不支持事务和外键约束，占用资源较小，访问速度快，表级锁定，支持全文索引，适用于不需要事务处理，单独写入或查询的应用场景。
InnoDB： 支持事务处理、外键约束，缓存能力较好，支持行级锁定，读写并发能力较好，5.5版本后支持全文索引，适用于一致性要求高、数据更新频繁的应用场景。

2.MyISAM

2.1 特点介绍

特点1：

• MylSAM不支持事务，也不支持外键约束，只支持全文索引，数据文件和索引文件是分开保存的
• 访问速度快，对事务完整性没有要求
• MylSAM适合查询、插入为主的应用
• MyISAM在磁盘上存储成三个文件，文件名和表名都相同，但是扩展名分别为:

1. .frm 文件存储表结构的定义
2. 数据文件的扩展名为.MYD(MYData)
3. 索引文件的扩展名是 .MYI(MYIndex)

特点2：

表级锁定形式，数据在更新时锁定整个表

数据库在读写过程中相互阻塞

• 会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取
• 也会在数据读取的过程中阻塞用户的数据写入

数据单独写入或读取，速度过程较快且占用资源相对少

MyIAM支持的存储格式：

1. 静态表
2. 动态表
3. 压缩表

2.2 支持的存储格式

MyISAM表支持3 种不同的存储格式：

（1）静态(固定长度)表
静态表是默认的存储格式。静态表中的字段都是非可变字段，这样每个记录都是固定长度的，这种存储方式的优点是存储非常迅速，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。

（2）动态表
动态表包含可变字段，记录不是固定长度的，这样存储的优点是占用空间较少，但是频繁的更新、删除记录会产生碎片，需要定期执行 OPTIMIZE TABLE 语句或 myisamchk -r 命令来改善性能，并且出现故障的时候恢复相对比较困难。

（3）压缩表
压缩表由 myisamchk 工具创建，占据非常小的空间，因为每条记录都是被单独压缩的，所以只有非常小的访问开支。

2.3 适用的生产场景

• 公司业务不需要事务的支持
• 单方面读取或写入数据比较多的业务
• MyISAM存储引擎数据读写都比较频繁场景不适合
• 使用读写并发访问相对较低的业务
• 数据修改相对较少的业务
• 对数据业务一致性要求不是非常高的业务
• 服务器硬件资源相对比较差

3.InnoDB

3.1 特点介绍

• 支持事务，支持4个事务隔离级别
• MySQL从5.5.5版本开始，默认的存储引擎为InnoDB
• 读写阻塞与事务隔离级别相关
• 能非常高效的缓存索引和数据
• 表与主键以簇的方式存储
• 支持分区、表空间，类似oracle数据库
• 支持外键约束，5.5前不支持全文索引，5.5后支持全文索引
• 对硬件资源要求还是比较高的场合
• 行级锁定，但是全表扫描仍然会是表级锁定，如

update table set a=1 where user like "%zhang%";

• InnoDB中不保存表的行数，如select count(*) from table;InnoDB需要扫描一遍整个表来计算有多少行，但是MyISAM只要简单的读出保存好的行数即可。需要注意的是，当count(*)语句包含where条件 MyISAM也需要扫描整个表.
• 对于自增长的字段,InnoDB中必须包含只有该字段的索引，但是在MyISAM表中可以和其他字段一起建立组合索引.
• 清空整个表时，InnoDB是一行一行的删除，效率非常慢。MylSAM则会重建表

3.2 适用生产场景分析

• 业务需要事务的支持
• 行级锁定对高并发有很好的适应能力，但需确保查询是通过索引来完成
• 业务数据更新较为频繁的场景

1. 如:论坛，微博等

• 业务数据一致性要求较高

1. 如:银行业务

• 硬件设备内存较大，利用InnoDB较好的缓存能力来提高内存利用率，减少磁盘I0的压力

4.企业选择存储引擎依据

索引的支持

• 建立索引在搜索和恢复数据库中的数据时能显著提高性能
• 不同的存储引擎提供不同的制作索引的技术
• 有些存储引擎根本不支持索引

事务处理的支持

• 提高在向表中更新和插入信息期间的可靠性
• 可根据企业业务是否要支持事务选择存储引擎

5.MyISAM和InnoDB的区别

MyISAM：不支持事务、外键约束；支持全文索引；锁定类型只支持表级锁定；适合单独的查询和插入的操作；读写会相互阻塞；硬件资源占用较小；数据文件和索引文件是分开存储的，存储成三个文件：表结构文件.frm、数据文件.MYD、索引文件.MYI
使用场景：适用于不需要事务支持，单独的查询或插入数据的业务场景

InnoDB：支持事务、外键约束；也支持全文索引；锁定类型支持行级锁定（在全表扫描时仍会表级锁定）；读写并发能力较好；缓存能力较好可以减少磁盘IO的压力；数据文件也是索引文件，存储成：表结构文件.frm、表空间文件.ibd
使用场景：适用于需要事务支持，数据一致性要求较高，数据会频繁更新，读写并发高的业务场景

6.MySQL查询执行过程

• 客户端向 MySQL 服务器发送一条查询请求
• 服务器首先检查查询缓存，如果命中缓存，则立刻返回存储在缓存中的结果，否则进入下一阶段。
• 服务器进行 SQL 解析、预处理、再由优化器生成对应的执行计划。
• MySQL 根据执行计划，调用存储引擎的 API 来执行查询。
• 将结果返回给客户端，同时缓存查询结果。

7.存储引擎的命令操作

1.查看系统支持的存储引擎

show engines; 

2.查看表使用的存储引擎

方法一：

show table status from 库名 where name='表名'\G 

方法二：

use 库名; show create table 表名; 

3.修改存储引擎

(1) 通过alter table修改

use 库名; alter table 表名 engine=MyISAM; 

(2) 通过修改/etc/my.cnf 配置文件，指定默认存储引擎并重启服务
vim /etc/my.cnf

...... [mysqld] ...... default-storage-engine=INNODB systemctl restart mysql.service 

注意：此方法只对修改了配置文件并重启mysql服务后新创建的表有效，已经存在的表不会有变更。

(3)设置默认存储引擎

set global/session default_storage_engine=innodb/myisam; #设置默认存储引擎

(4) 通过 create table 创建表时指定存储引擎

use 库名; create table 表名(字段1 数据类型,...) engine=MyISAM; //InnoDB行锁与索引的关系 InnoDB行锁是通过给索引项加锁来实现的，如果没有索引，InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。 

8.InnoDB的行锁和表锁

行锁实验

示例1

示例2

表锁实验

9.死锁

9.1 概念

所谓死锁：是指两个或两个以上的事务在执行过程中，因争夺锁资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，事务都将无法继续运行。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。

例如，如果事务A锁住了记录1并等待记录2，而事务B锁住了记录2并等待记录1，这样两个事务就发生了死锁现象。计算机系统中，如果系统的资源分配策略不当，更常见的可能是程序员写的程序有错误等，则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。

9.2 死锁导致长时间阻塞的危害

众所周知，数据库的连接资源是很珍贵的，如果一个连接因为事务阻塞长时间不释放，那么后面新的请求要执行的sql也会排队等待，越积越多，最终会拖垮整个应用。一旦你的应用部署在微服务体系中而又没有做熔断处理（当某服务出现不可用或响应超时的情况时，会暂时停止对该服务的调用），由于整个链路被阻断，那么就会引发雪崩效应，导致很严重的生产事故。

9.3 如何尽可能避免死锁

(1）设置锁等待超时时间：即两个事务相互等待时，一旦等待时间超过了这个时间之后，那么超时事务回滚释放资源，另一个事务就能正常执行了。
在 InnoDB 存储引擎中，参数 innodb_lock_wait_timeout 是用来设置超时时间的，默认值为 50 秒。 show VARIABLES like ‘innodb_lock_wait_timeout’;
参数 innodb_rollback_on_timeout 表示是否在等待超时时对进行中的事务进行回滚操作（默认是OFF，代表不回滚）。

(2）主动开启死锁检测：当 innodb 检测发现死锁之后，就会进行回滚死锁的事物。

show VARIABLES like  'innodb_deadlock_detect';         #查看当前死锁检测是否开启 set global innodb_deadlock_detect = ON;                #ON为开启死锁检测，OFF为关闭

(3）使用更合理的业务逻辑。对于数据库的多表操作时，尽量按照相同的顺序进行处理，尽量避免同时锁定多个资源。

(4）保持事务简短。减少对资源的占用时间和占用范围，避免长事务，减少完成事务可能的延迟并释放锁。

(5）为表添加合理的索引。如果不使用索引将会发生全表扫描，扫描时间长，占用资源多，且耗时，会导致死锁的概率大大增加。        

(6）降低隔离级别。如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为间隙锁造成的死锁。

（7）多读写少的场景下使用乐观锁机制，读取数据不上锁，在读的情况下可以共享资源，这样可以省去了锁的开销，提高了吞吐量。