MySQL - 存储引擎MyISAM和Innodb
1. 概述
首先,我们先看一下MySQL的体系架构,对MySQL整个架构有一个直观的感受:
MySQL Server架构自顶向下大致可以分网络连接层、服务层、存储引擎层和系统文件层。
存储引擎在MySQL的体系架构中位于第三层,负责MySQL中数据的存储与提取,是与底层系统文件打交道的子系统。MySQL存储引擎是插件式的,执行器通过调用存储引擎的API接口操作数据,接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异,可以根据不同的需求去选择不同的存储引擎。
存储引擎是根据MySQL提供的文件访问层抽象接口定制的一种文件访问机制,这种机制就叫作存储引擎。
存储引擎是针对表的而不是库,对于同一个库不同的表可以使用不同的存储引擎。常见的存储引擎有 MyISAM,InnoDB,Memory。
使用show engines命令,就可以查看当前数据库支持的引擎信息。
在5.5版本之前默认采用MyISAM存储引擎,从5.5开始采用InnoDB存储引擎。
- InnoDB:支持事务,具有提交,回滚和崩溃恢复能力,事务安全;
- MyISAM:不支持事务和外键,访问速度快;
- Memory:利用内存创建表,访问速度非常快,因为数据在内存,而且默认使用Hash索引,但是一旦关闭,数据就会丢失;
- Archive:归档类型引擎,仅能支持insert和select语句;
- Csv:以CSV文件进行数据存储,由于文件限制,所有列必须强制指定not null,另外CSV引擎也不支持索引和分区,适合做数据交换的中间表;
- BlackHole: 黑洞,只进不出,进来消失,所有插入数据都不会保存;
- Federated:可以访问远端MySQL数据库中的表。一个本地表,不保存数据,访问远程表内容;
- MRG_MyISAM:一组MyISAM表的组合,这些MyISAM表必须结构相同,Merge表本身没有数据,对Merge操作可以对一组MyISAM表进行操作。
2. MyISAM和InnoDB对比
InnoDB和MyISAM是使用MySQL最常用的两种存储引擎,我们重点来看下两者的区别:
- 事务和外键
InnoDB支持事务和外键,具有安全性和完整性,适合大量insert或update操作
MyISAM不支持事务和外键,它提供高速存储和检索,适合大量的select查询操作
- 锁机制
InnoDB支持行级锁,锁定指定记录。基于索引来加锁实现。
MyISAM支持表级锁,锁定整张表。
- 索引结构
InnoDB使用聚集索引(聚簇索引),索引和记录在一起存储,既缓存索引,也缓存记录。
MyISAM使用非聚集索引(非聚簇索引),索引和记录分开。
- 并发处理能力
InnoDB读写阻塞可以与隔离级别有关,可以采用多版本并发控制(MVCC)来支持高并发。
MyISAM使用表锁,会导致写操作并发率低,读之间并不阻塞,读写阻塞。
- 存储文件
InnoDB表对应两个文件,一个.frm表结构文件,一个.ibd数据文件。InnoDB表最大支持64TB;
MyISAM表对应三个文件,一个.frm表结构文件,一个MYD表数据文件,一个.MYI索引文件。从MySQL5.0开始默认限制是256TB。
- 适用场景
InnoDB
- 需要事务支持(具有较好的事务特性)
- 行级锁定对高并发有很好的适应能力
- 数据更新较为频繁的场景
- 数据一致性要求较高
- 硬件设备内存较大,可以利用InnoDB较好的缓存能力来提高内存利用率,减少磁盘IO
MyISAM
- 不需要事务支持(不支持)
- 并发相对较低(锁定机制问题)
- 数据修改相对较少,以读为主
- 数据一致性要求不高
两种引擎该如何选择?
是否需要事务?有,InnoDB
是否存在并发修改?有,InnoDB
是否追求快速查询,且数据修改少?是,MyISAM
在绝大多数情况下,推荐使用InnoDB
附上各个引擎的对比图:
3. InnoDB
InnoDB是MySQL5.5.x开始默认的事务型引擎,也是使用最广泛的存储引擎。被设计用来处理大量短期事务的。
InnoDB所有的表都保存在同一个数据文件中(也可能是多个文件,或者是独立的表空间文件),表的大小只受限于操作系统文件的大小。表的结构定义存在.frm后缀文件中,数据和索引集中存放在.idb后缀文件中。因为表数据和索引是在同一个文件,InnoDB的索引是聚簇索引。
InnoDB采用MVCC支持高并发,并且实现了四种标准的隔离级别(读未提交,读已提交,可重复读,可串行化),其默认级别是REPEATABLE-READ(可重复读),并且通过间隙锁(next-key locking)策略防止幻读的出现。间隙锁不仅仅锁定查询涉及的行,还会对索引中的间隙行进行锁定,以防止幻影行的插入。
InnoDB表是基于聚簇索引建立的,聚簇索引对主键的查询有很高的性能。但是InnoDB的非主键索引中必须包含主键列,所以如果主键列很大的话,非主键索引也会很大。如果一张表的索引较多,主键应该尽可能的小。关于索引,后面会详细讲解。
InnoDB的内部优化,包括磁盘预读(从磁盘读取数据时采用可预测性读取),自适应哈希(自动在内存中创建hash索引以加速读操作)以及能够加速插入操作的插入缓冲区。
4. MyISAM
在MySQL5.1及之前的版本,MyISAM是默认的存储引擎。提供了大量的特性,包括全文索引,压缩,空间函数等,但是不支持事务和行级锁,而且有一个严重的问题是奔溃后无法安全恢复。
MyISAM的数据表存储在磁盘上是3个文件,表结构定义存在.frm后缀文件中,表数据存储在.MYD后缀文件中,表索引存储在.MYI后缀文件中。表数据和表索引在不同的文件中,所以MyISAM索引是非聚簇索引。而且MyISAM可以存储表数据的总行数。
MyISAM表支持数据压缩,对于表创建后并导入数据以后,不需要修改操作,可以采用MyISAM压缩表。压缩命令:myisampack,压缩表可以极大的减少磁盘空间占用,因此也可以减少磁盘I/O,提高查询性能。而且压缩表中的数据是单行压缩,所以单行读取是不需要解压整个表。
5. Memory
Memory存储引擎的数据是存放在内存中的,所以如果服务器重启会导致数据丢失,但是表结构还是存在的表结构是以 .frm 后缀的文件中。
Memory默认hash索引,因此查询非常快。Memory表是表级锁,因此并发写入的性能较低。不支持BLOB或TEXT类型的列,并且每行的长度都是固定的,所以即使指定了varchar列实际存储也会转换成char,会导致内存浪费。
如果MySQL查询过程中需要使用临时表来保存中间结果,内部使用的临时表就是Memory表,如果中间结果太大超出Memory表的限制或者含有BLOB或TEXT字段,那么临时表会转换成MyISAM表。
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