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  • MySQL中MyISAM和InnoDB两种主流存储引擎的特点

    一、数据库引擎(Engines)的概念

      MySQ5.6L的架构图:

      MySQL的存储引擎全称为(Pluggable Storage Engines)插件式存储引擎。MySQL的所有逻辑概念,包括SQL Interface、Parser、Optimizer、Caches和Buffers等,都需要真正转为物理层的实际数据的,怎么存或者以什么方式存的问题就需要存储引擎来实现。存储引擎对关系型数据库来讲是一个非常重要的概念。在MySQL中常用的文件系统有MyISAM、InnoDB、Federated、Archive、Merge、Memory等等。其中MyISAM和InnoDB最为普遍。

      简化的MySQL架构图(图片来自《高性能MySQL_第3版》):

      下面对MySQL中MyISAM和InnoDB两种引擎做具体对比介绍。

    二、安装MySQL

      在CentOS7上的官方yum库已经将MySQL换成了MariaDB,要安装MySQL可以去MySQL的官网下载安装,安装方式有MySQL官方yum源安装、源码编译安装、通用二进制三种方式。下面以第三种方式(通用二进制)为例演示MySQL的安装步骤。

    1.下载通用二进制格式的MySQL程序包并解压

      官方下载地址是https://dev.mysql.com/downloads/mysql/,目前最新的版本是MySQL8.0.13,但一般用到的是MySQL5系列,这里用MySQL5.7做示例,包名为 mysql-5.7.18-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz 。

      通用二进制格式的程序包安装起来和yum安装同样方便快捷,直接解压再做初始化配置就能直接使用了,并且和系统耦合性低,很方便做数据迁移。

       下载并解压 mysql-5.7.18-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz 至 /usr/local/ 下

    ~]# tar xf mysql-5.7.18-linux-glibc2.5-x86_64.tar.gz -C /usr/local/

      解压后创建软连接:

    ~]# cd /usr/local
    ~]# ln -sv mysql-5.7.18-linux-glibc2.5-x86_64 mysql

    2.初始化MySQL

    添加mysql用户,修改 /usr/local/mysql 目录的用户权限,将属组改为root,属组改为mysql。

    ~]# useradd mysql -M -s /sbin/nologin
    ~]# chmown -R root.mysql /usr/local/mysql/*

    3.创建数据库目录

      创建MySQL存放数据的目录,并修改权限。

    ~]# mkdir -pv /data/mysql
    ~]# chown mysql.mysql /data/mysql

    4.将MySQL的安装路径添加至环境变量中

      使MySQL的各指令使用相对路径就能使用。

    ~]# vim /etc/profile.d/mysql.sh
    export PATH=/usr/local/mysql/bin:$PATH
    ~]# . /etc/profile.d/mysql.sh #.后面有空格

    5.用mysql_install_db部署mysql

      mysql_install_db的官方解释为MySQL Database Deployment Utility.(MySQL数据库部署实施工具),常用选项:

    ~]# mysql_install_db --datadir=/data/mysql --basedir=/usr/local/mysql --insecure --user=mysql

    注:在5.7后的版本中在MySQL初始化部署时可采用 mysqld --initialize 命令更快捷的进行初始化, --insecure 表示随机密码。例如:

    ~]# mysqld --initilize-insecure --datadir=/data/mysql --user=mysql --basedir=/usr/local/mysql

    6.创建MySQL配置文件my.cnf

      my.cnf文件可以放在/etc/、/etc/mysql/、/usr/local/mysql/etc/下,这里建议创建在/usr/local/mysql/etc/下,方便管理。

    ~]# vim /usr/local/mysql/etc/my.cnf
    [mysqld]
    datadir=/data/mysql
    socket=/tmp/mysql.sock
    [mysqld_safe]
    log-error=/usr/local/mysql/logs/error.log #需手动创建logs目录和error.log文件,并修改权限为mysql.mysql,目录和文件都需要修改,否则会出错
    pid-file=/var/run/mysql/mysql.pid
    !includedir /usr/local/mysql/etc/my.cnf.d

    7.添加服务管理并启动服务

    ~]# chkconfig --add mysqld
    ~]# service start mysqld
    Starting MySQL. SUCCESS!

     三、MySQL的MyISAM存储引擎和InnoDB存储引擎详解

    1.查看MySQL支持的引擎类别与属性

      从上表可以看出MySQL5.7支持8种存储引擎,其中InnoDB是默认的存储引擎,从Transactions这栏中可得知只有InnoDB支持事务,所以从某些角度讲,InnoDB是MySQL中功能最完善的存储引擎了,目前主流的存储引擎就是InnoDB和MyISAM。

      在MySQL自带的库中,默认存储引擎为MyISAM,因为MyISAM通常对读多写少的数据库能发挥很好的性能。另一点需要强调的是:存储引擎是表级别的概念。同一DATABASE的不同表可以是不同类型的存储引擎。但这里强烈建议在同一DATABASE中使用同一存储引擎。

      查看库中表的存储引擎类型可用 SHOW TABLE STATUS 命令,如:

    mysql> USE mysql;
    mysql> SHOW TABLE STATUS WHERE Engine=InnoDBG; #过滤名为mysql库中的存储引擎为InnoDB的表。

      在结果中可看出MySQL已经渐渐的由MyISAM引擎转向InnoDB了,下面再具体介绍两个主流存储引擎的区别。

    2.InnoDB介绍

      InnoDB的数据存储在表空间(table space)中,相较于其他存储引擎有所不同的是,其他存储引擎将数据存储在具体的文件系统中,如MyISAM的每个表都有一个属于自己的文件。但InnoDB的存储方式是基于黑盒模式的,就是说InnoDB将所有的数据都存储在一个空间中,任何库的任何存储引擎类型为InnoDB的表数据和索引全都在一个盒子中,这个盒子就称为表空间(table space),它内部有自己的文件系统。当表越来越多,占用空间越来越大时,会生成lbdata2、lbdata3、依次增加。在MySQL的数据目录下可以看到MySQL的默认表空间:

    ~]# ll -h /data/mysql/
    total 121M
    -rw-r-----. 1 mysql mysql   56 Oct 24 08:26 auto.cnf
    -rw-r-----. 1 mysql mysql  419 Oct 24 08:27 ib_buffer_pool
    -rw-r-----. 1 mysql mysql  12M Oct 24 08:38 ibdata1 #这个文件就是默认的表空间文件,任何库的任何存储引擎类型为InnoDB的表都存储在这一文件中。

      也可以在MySQL中设置将使用InnoDB引擎的表存储在自己单独的表空间(包括数据文件和索引信息)中,存储路径在所属库的目录下,而不是在MySQL数据目录下。代码为 innodb_file_per_table=ON 。下面演示说明,设置路径如下:

    ~]# vim /usr/local/mysql/etc/my.cnf.d/service.cnf
    [mysqld]
    innodb_file_per_table=ON

      重启后在MySQL中查看:

    mysql> SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'innodb_file_per_table';
    +-----------------------+-------+
    | Variable_name         | Value |
    +-----------------------+-------+
    | innodb_file_per_table | ON    |
    +-----------------------+-------+
    1 row in set (0.01 sec)

      创建一个新表:

    mysql> CREATE TABLE tbl2(id INT,Name CHAR(30));

      查看默认库(mysql库)中的文件:

      tbl2.ibd就是表tbl2单独的表空间,tbl2.frm为表结构文件。若未启用 innodb_file_per_table=ON 则只有tbl2.frm文件。

     3.InnoDB的特性:

    1.InnoDB是一种事务型存储引擎,适用于对事务要求较高的场景中,但较适用于处理大量的短期事务(short-lived),若要处理大量长事务,可以选择Oracle。

    2.InnoDB基于MVCC(Mutli Version Concurrency Control)多版本并发控制,支持高并发。

    PS:所谓MVCC是指数据库管理系统常用的并发控制方法,用于提供对数据库的并发访问,并以编程语言实现事务内存。如果没有并发控制,如果用户A在用户B写入数据库的同时从数据库中读取数据,则用户A可能会看到写了一半或不完整的数据,也可能无法查看数据。这里所描述的多版本其实是指将原表做多个快照,在不同用户的不同访问时间点进行快照,因为每一个连接都是基于快照进行的,所以用户之间的访问互相不受影响,虽然这样的方式不能完全避免用户A读到和用户B修改后的数据,但能大大提高并发性。

    3.支持四个隔离级别,默认为REPEATABLE-READ。

    4.支持间隙锁防止幻读。

    5.支持使用聚集索引,将数据和索引存储在同一处,找到索引便找到数据,从而提高性能,但每个表上只能有一个聚集索引

    6.支持自适应hash索引。

    7.优秀的自动崩溃恢复特性。

    4.InnoDB关键字

    数据存储:表空间;
    并发:MVCC,间隙锁,行级锁;
    索引:聚集索引、辅助索引;
    性能:预读操作、内存数据缓冲、内存索引缓存、自适应Hash索引、插入操作缓存区;
    备份:支持热备;

    5.MyISAM存储引擎

      在MySQL较老的版本(5.1以前),MyISAM是默认的存储引擎。MyISAM存储引擎不支持事务和行级锁,并且崩溃后无法安全恢复。尽管MyISAM有这么多短板缺点,但不代表他一无是处,对于制度的数据,或者表比较小、可忍受的修复操作,依然可以使用MyISAM。MyISAM存储引擎设计简单,数据已紧密格式存储,所以在某些场景下还是很好用的。但MyISAM最典型的的性能问题还是表级锁的问题。MyISAM存储引擎出常用在只读或读多写少、表较小的场景。

      MyISAM的特性:

    1.支持加锁与并发访问控制。MyISAM的锁是表级别的,就是说MyISAM可对整张表加锁。读取时会对需要读到的所有表家共享锁,写入时则对表加排它锁。

    2.支持修复功能。对于MyISAM表,MySQL可以手工或者自动执行检查和修复,但这里的修复和事务恢复以及崩溃恢复是不同的概念。

    3.支持全文索引,非聚集索引。

    4.表压缩功能。如果表在创建并导入数据后,不会再进行修改,那么这样的表就能使用MyISAM表压缩功能。这样可以减少磁盘空间占用以及减少磁盘I/O,从而提升查询性能。

    6.MyISAM表创建示例

      进入MySQL创建存储引擎为MyISAM的表:

    mysql> CREATE TABLE tbl3(id INT,Name CHAR(30)) Engine 'MyISAM'; 

      在数据库文件中可以看到用MyISAM创建的表的结构如下:

    tbl_name.frm:表格式定义;
    tbl_name.MYD:数据文件;
    tbl_name.MYI:索引文件

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