十三、Mysql的存储引擎

一、什么是存储引擎

存储引擎是MySQL数据库用来处理不同表类型的SQL操作的组件。是数据库底层软件组件，数据库管理系统使用数据引擎进行创建、查询、更新和删除数据操作。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引技巧、锁定水平等功能，使用不同的存储引擎还可以获得特定的功能。

MySQL 的核心就是存储引擎。

简单来说存储引擎相当于linux的文件系统，只不过比文件系统强大

二、存储引擎的常见功能

1、数据读写
2、数据安全和一致性
3、提高性能
4、热备份
5、自动故障恢复
6、高可用方面支持
等等

三、存储引擎的种类及特性对比

1、存储引擎的种类

Oracle MySQL

InnoDB
MyISAM
MEMORY
ARCHIVE
FEDERATED
EXAMPLE
BLACKHOLE
MERGE
NDBCLUSTER
CSV

2、常见存储引擎的特性对比

3、查看存储引擎

show engines;
存储引擎是作用在表上的，也就意味着，不同的表可以有不同的存储引擎类型。
PerconaDB:默认是XtraDB
MariaDB:默认是InnoDB
其他的存储引擎支持:
TokuDB    
RocksDB
MyRocks
以上三种存储引擎的共同点:压缩比较高,数据插入性能极高
现在很多的NewSQL,使用比较多的功能特性.

四、InnoDB存储引擎

1、InnoDB存储引擎介绍

在MySQL5.5版本之后，默认的存储引擎，提供高可靠性和高性能。

2、InnoDB存储引擎的优点

1）、事务（Transaction）

2）、MVCC（Multi-Version Concurrency Control多版本并发控制）

3）、行级锁(Row-level Lock)

4）、ACSR（Auto Crash Safey Recovery）自动的故障安全恢复

5）、支持热备份(Hot Backup)

6）、Replication: Group Commit , GTID (Global Transaction ID) ,多线程(Multi-Threads-SQL )

3、InnoDB与MyISAM的区别

1. MyISAM不支持事务，书摘
摘自《高性能MySQL》
InnoDB：MySQL默认的事务型引擎，也是最重要和使用最广泛的存储引擎。它被设计成为大量的短期事务，短期事务大部分情况下是正常提交的，很少被回滚。InnoDB的性能与自动崩溃恢复的特性，使得它在非事务存储需求中也很流行。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。
MyISAM：在MySQL 5.1 及之前的版本，MyISAM是默认引擎。MyISAM提供的大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数（GIS）等，但MyISAM并不支持事务以及行级锁，而且一个毫无疑问的缺陷是崩溃后无法安全恢复。正是由于MyISAM引擎的缘故，即使MySQL支持事务已经很长时间了，在很多人的概念中MySQL还是非事务型数据库。尽管这样，它并不是一无是处的。对于只读的数据，或者表比较小，可以忍受修复操作，则依然可以使用MyISAM（但请不要默认使用MyISAM，而是应该默认使用InnoDB）

2. MyISAM表锁与InnoDB行锁的区别
在MySQL中，表级锁有两种模式：表共享读锁，表独占写锁。也就是说对于MyISAM引擎的表，多个用户可以对同一个表发起读的请求，但是如果一个用户对表进行写操作，那么则会阻塞其他用户对这个表的读和写。
InnoDB引擎的表是通过索引项来加锁实现的，即只有通过索引条件检索数据的时候，InnoDB才会使用行级锁，否则也会使用表级锁。

3. 在物理空间的存储
所有数据库的文件都在data目录下，一个文件夹对应一个数据库，本质是文件的存储
InnoDB在数据库中只存在一个*.frm文件，以及上级目录下的ibdata文件
MyISAM在磁盘上存储成三个文件
*.frm（存储表定义）
MYD(MyData,数据文件)
MYI(MyIndex,索引文件)

4. 是否保存数据库表中表的具体行数
InnoDB 中不保存表的具体行数，也就是说，执行select count(*) from table 时，InnoDB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。

4、存储引擎查看

4.1使用 SELECT 确认会话存储引擎

SELECT @@default_storage_engine;

4.2 存储引擎(不代表生产操作)

 

会话级别(仅影响当前会话):
set default_storage_engine=innodb;
全局级别(仅影响新会话):
set global default_storage_engine=innodb;
重启之后,所有参数均失效.
如果要永久生效:
写入配置文件
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
default_storage_engine=innodb
存储引擎是表级别的,每个表创建时可以指定不同的存储引擎,但是我们建议统一为innodb.

4.3 SHOW 确认每个表的存储引擎：

SHOW CREATE TABLE CityG;
SHOW TABLE STATUS LIKE 'CountryLanguage'G

4.4 INFORMATION_SCHEMA 确认每个表的存储引擎

[world]>select table_schema,table_name ,engine from information_schema.tables where table_schema not in ('sys','mysql','information_schema','performance_schema');
Master [world]>show table status;
Master [world]>show create table city;

4.5 修改一个表的存储引擎

[king]>alter table ywx engine innodb;
注意：此命令我们经常使用他，进行innodb表的碎片整理

4.6 平常处理过的MySQL问题--碎片处理

环境:centos7.4,MySQL 5.7.20,InnoDB存储引擎
业务特点:数据量级较大,经常需要按月删除历史数据.
问题:磁盘空间占用很大,不释放
处理方法:
以前:将数据逻辑导出,手工drop表,然后导入进去
现在:
对表进行按月进行分表(partition,中间件)
业务替换为truncate方式

4.7扩展:如何批量修改存储引擎

需求:将zabbix库中的所有表,innodb替换为tokudb
select concat("alter table zabbix.",table_name," engine tokudb;") from
information_schema.tables where table_schema='zabbix' into outfile '/tmp/tokudb.sql';

5、InnoDB存储引擎物理存储结构

在数据目录中（ll /data/mysql/data）

 

[root@vm01 ~]# ll /data/mysql/
total 1049852
-rw-r----- 1 mysql mysql        56 Nov  2 22:15 auto.cnf
-rw-r----- 1 mysql mysql       455 Nov 12 05:55 ib_buffer_pool
-rw-r----- 1 mysql mysql  79691776 Nov 14 18:32 ibdata1
-rw-r----- 1 mysql mysql  50331648 Nov 14 18:32 ib_logfile0
-rw-r----- 1 mysql mysql  50331648 Nov 13 04:54 ib_logfile1
-rw-r----- 1 mysql mysql  12582912 Nov 14 18:31 ibtmp1
drwxr-x--- 2 mysql mysql      4096 Nov  2 22:15 mysql
-rw-r----- 1 mysql mysql      5042 Nov 12 05:55 mysql-bin.000001
-rw-r----- 1 mysql mysql 882012661 Nov 14 18:32 mysql-bin.000002
-rw-r----- 1 mysql mysql        38 Nov 12 05:55 mysql-bin.index
drwxr-x--- 2 mysql mysql        56 Nov 14 18:07 oldboy
drwxr-x--- 2 mysql mysql      8192 Nov  2 22:15 performance_schema
drwxr-x--- 2 mysql mysql       152 Nov 11 00:30 school
drwxr-x--- 2 mysql mysql      8192 Nov  2 22:15 sys
-rw-r----- 1 mysql mysql     38020 Nov  4 05:13 vm01.err
-rw-r----- 1 mysql mysql         6 Nov 12 05:55 vm01.pid
drwxr-x--- 2 mysql mysql       144 Nov 14 18:32 world
drwxr-x--- 2 mysql mysql        52 Nov 10 05:19 ywx

ibdata1：系统数据字典信息(统计信息)，UNDO表空间等数据
ib_logfile0 ~ ib_logfile1: REDO日志文件，事务日志文件。
ibtmp1： 临时表空间磁盘位置，存储临时表
frm：存储表的列信息
ibd：表的数据行和索引

6、表空间

6.1共享表空间

需要将所有数据存储到同一个表空间中 ，管理比较混乱
5.5版本出现的管理模式，也是默认的管理模式。
5.6版本以，共享表空间保留，只用来存储:数据字典信息,undo,临时表。
5.7 版本,临时表被独立出来了
8.0版本,undo也被独立出去了

具体变化参考官方文档:

 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/innodb-architecture.html
 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-architecture.html
 https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-architecture.html

共享表空间设置

共享表空间设置(在搭建MySQL时，初始化数据之前设置到参数文件中)
[(none)]>select @@innodb_data_file_path;
[(none)]>show variables like '%extend%';
将下面2行写入my.cnf文件
innodb_data_file_path=ibdata1:512M:ibdata2:512M:autoextend
innodb_autoextend_increment=64
#先使用定义了的512M的ibdata1,满了再使用定义的512M的ibdata2，再满了就ibdata2每次自增长64M的空间
#注意：ibdata1为固定的512M空间不会再增长

6.2独立表空间

[root@vm01 ~]# cd /data/mysql/world/
[root@vm01 world]# ls
city.frm  city.ibd  country.frm  country.ibd  countrylanguage.frm  countrylanguage.ibd  db.opt

从5.6，默认表空间不再使用共享表空间，替换为独立表空间。
主要存储的是用户数据
存储特点为：一个表一个ibd文件，存储数据行和索引信息
基本表结构元数据存储：xxx.frm
最终结论：
      元数据            数据行+索引
mysql表数据    =（ibdataX+frm）+ibd(段、区、页)
        DDL             DML+DQL

MySQL的存储引擎日志：
Redo Log: ib_logfile0  ib_logfile1，重做日志
Undo Log: ibdata1 ibdata2(存储在共享表空间中)，回滚日志
临时表:ibtmp1，在做join union操作产生临时数据，用完就自动

独立表空间设置

db01 [(none)]>select @@innodb_file_per_table;
+-------------------------+
| @@innodb_file_per_table |
+-------------------------+
|                      1 |
+-------------------------+

alter table city dicard tablespace;
#删除表空间
alter table city import tablespace;
#导入表空间

6.3案例说明

案例背景:

硬件及软件环境:
联想服务器（IBM） 
磁盘500G 没有raid
centos 6.8
mysql 5.6.33  innodb引擎  独立表空间
备份没有，日志也没开

开发用户专用库:
jira(bug追踪) 、 confluence(内部知识库)    ------>LNMT

故障描述:

断电了，启动完成后“/” 只读
fsck  重启,系统成功启动,mysql启动不了。
结果：confulence库在  ， jira库不见了

求助内容:

 

求助：
这种情况怎么恢复？
我问：
有备份没
求助：
连二进制日志都没有，没有备份，没有主从
我说：
没招了，jira需要硬盘恢复了。
求助：
1、jira问题拉倒中关村了
2、能不能暂时把confulence库先打开用着
将生产库confulence，拷贝到1:1虚拟机上/var/lib/mysql,直接访问时访问不了的

问：有没有工具能直接读取ibd
我说：我查查，最后发现没有

一个方法

表空间迁移:
create table xxx
alter table  confulence.t1 discard tablespace;
alter table confulence.t1 import tablespace;
虚拟机测试可行。

处理问题思路:

confulence库中一共有107张表。
1、创建107和和原来一模一样的表。
他有2016年的历史库，我让他去他同时电脑上 mysqldump备份confulence库
mysqldump -uroot -ppassw0rd -B  confulence --no-data >test.sql
拿到你的测试库，进行恢复
到这步为止，表结构有了。
2、表空间删除。
select concat('alter table ',table_schema,'.'table_name,' discard tablespace;') from information_schema.tables where table_schema='confluence' into outfile '/tmp/discad.sql';
source /tmp/discard.sql
执行过程中发现，有20-30个表无法成功。主外键关系
很绝望，一个表一个表分析表结构，很痛苦。
set foreign_key_checks=0 跳过外键检查。
把有问题的表表空间也删掉了。
3、拷贝生产中confulence库下的所有表的ibd文件拷贝到准备好的环境中
select concat('alter table ',table_schema,'.'table_name,' import tablespace;') from information_schema.tables where table_schema='confluence' into outfile '/tmp/discad.sql';
4、验证数据
表都可以访问了，数据挽回到了出现问题时刻的状态（2-8）