1 MySQL体系结构


1）连接层

最上层是一些客户端和链接服务，包含本地socket通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于TCP/IP的通信。
主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。
同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。

2）服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如 过程、函数等。
在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序，是否利用索引等，最后生成相应的执行操作。
如果是select语句，服务器还会查询内部的缓存，如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

3）引擎层

存储引擎层， 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。
不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。数据库中的索引是在存储引擎层实现的。

4）存储层

数据存储层， 主要是将数据 (如: redolog、undolog、数据、索引、二进制日志、错误日志、查询日志、慢查询日志等) 存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。
MySQL的特点：
  • 和其他数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。
  • 主要体现在存储引擎上，插件式的存储引擎架构，将查询处理和 其他的系统任务以及数据的存储提取 分离。
  • 这种架构可以根据 业务的需求和实际需要 选择合适的存储引擎。

2 存储引擎介绍

存储引擎就是 存储数据、建立索引、更新/查询数据 等技术的实现方式 。存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。
我们可以在创建表的时候，来指定选择的存储引擎，如果没有指定将自动选择默认的存储引擎。

1）建表时指定存储引擎

CREATE TABLE 表名(
        字段1 字段1类型 [ COMMENT 字段1注释 ] ,
        ......
        字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释 ]
) ENGINE = INNODB [ COMMENT 表注释 ] ;

2）查询当前数据库支持的存储引擎

show engines ;

案例：

例1：查询建表语句 --- 默认存储引擎: InnoDB。 
show create table account;

注：可以看到，创建表时，即使没有指定存储引擎，数据库也会自动选择默认的存储引擎InnoDB。
例2：查询当前数据库支持的存储引擎。 
show engines ;

例3：创建表 my_myisam，并指定MyISAM存储引擎。 
create table my_myisam(
    id int,
    name varchar(10)
) engine = MyISAM;
例4：创建表 my_memory , 指定Memory存储引擎。
create table my_memory(
    id int,
    name varchar(10)
) engine = MEMORY;

3 存储引擎特点

3.1 InnoDB

1）介绍

InnoDB是一种兼顾 高可靠性、高性能 的通用存储引擎，在 MySQL 5.5 之后，InnoDB是默认的MySQL 存储引擎。

2）特点

  • DML操作遵循ACID模型，支持事务；
  • 行级锁，提高并发访问性能；
  • 支持外键FOREIGN KEY约束，保证数据的完整性和正确性；

3）文件

xxx.ibd：xxx代表的是表名，innoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件，存储该表的 表结构（frm-早期的 、sdi-新版的）、数据、索引。

参数：innodb_file_per_table 
show variables like 'innodb_file_per_table' ;

如果该参数开启，代表对于InnoDB引擎的表，每一张表都对应一个ibd文件。

我们直接打开MySQL的数据存放目录： C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\Data ， 这个目录下有很多文件夹，不同的文件夹代表不同的数据库，我们直接打开practice_db文件夹。


可以看到里面有很多的ibd文件，每一个ibd文件就对应一张表，比如：我们有一张表 account，就有这样的一个account.ibd文件，而在这个ibd文件中不仅存放表结构、数据，还会存放该表对应的索引信息。
而该文件是基于二进制存储的，不能直接基于记事本打开，我们可以使用mysql提供的一个指令 ibd2sdi ，通过该指令就可以从ibd文件中提取sdi信息，而sdi数据字典信息中就包含该表的表结构。

4）逻辑存储结构


  • 表空间：InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层，ibd文件其实就是表空间文件，在表空间中可以包含多个Segment段。
  • 段：表空间是由各个段组成的， 常见的段有数据段、索引段、回滚段等。InnoDB中对于段的管理，由引擎自身完成，不需要人为对其控制，一个段中包含多个区。
  • 区：区是表空间的单元结构，每个区的大小为 1M。 默认情况下， InnoDB存储引擎页大小为16K， 即一个区中一共有64个连续的页。
  • 页：页是组成区的最小单元，页也是InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为 16KB。为了保证页的连续性，InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请 4-5 个区。
  • 行：InnoDB 存储引擎是面向行的，也就是说数据是按行进行存放的，在每一行中除了定义表时所指定的字段以外，还包含两个隐藏字段 (后面会详细介绍)。

3.2 MyISAM

1）介绍

MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。

2）特点

  • 不支持事务，不支持外键
  • 支持表锁，不支持行锁
  • 访问速度快

3）文件

xxx.sdi：  存储表结构信息
xxx.MYD: 存储数据
xxx.MYI:   存储索引

3.3 Memory

1）介绍

Memory引擎的表数据时存储在内存中的，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。

2）特点

  • 内存存放
  • hash索引（默认）

3）文件

xxx.sdi：存储表结构信息

3.4 区别及特点



4 存储引擎选择

在选择存储引擎时，应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统，还可以根据实际情况选择多种存储引擎进行组合。
  • InnoDB：是Mysql的默认存储引擎，支持事务、外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询之外，还包含很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。
  • MyISAM：如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。
  • MEMORY：将所有数据保存在内存中，访问速度快，通常用于临时表及缓存。MEMORY的缺陷就是对表的大小有限制，太大的表无法缓存在内存中，而且无法保障数据的安全性。