MySQL 存储引擎

### 在MySQL中有一个存储引擎的概念，针对不同的存储需求可以选择最优的存储引擎。
### 概述
MySQL 5.0 支持的存储引擎包括MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY、MERGE、EXAMPLE、NDB Cluster、ARCHIVE、CSV、BLACKHOLE、FEDERATED等，其中InnoDB和BDB提供事务安全表，其他存储引擎都是非事务安全表。

MySQL5.5之前的默认存储是MyISAM，5.5之后是InnoDB。如果要修改默认的存储引擎，可以在参数文件中设置default-table-type。在创建表时，可以通过增加engine关键字设置新建表的存储引擎，例如：表auth_type的存储引擎是MyISAM，表auth_type的存储引擎是InnoDB。

```
CREATE TABLE `auth_type` (
  　　`id` int(11) NOT NULL,
  　　`type_code` char(3) DEFAULT NULL COMMENT '授权类型编号',
 　　 `type_name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '授权类型名称',
 　　 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
```

```
CREATE TABLE `auth_user` (
  　　`id` int(11) NOT NULL,
 　　 `user_name` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '授权用户名称',
  　　`token` char(64) DEFAULT NULL COMMENT '访问授权token',
  　　`created_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '记录创建时间',
  　　`updated_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '记录最后修改时间',
  　　`deleted_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '记录删除时间',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='授权用户表';
```

也可以使用ALERT TABLE语句，将一个已经存在的表改成其他的存储引擎。alert table auth_type engine = InnoDB

### 各种存储引擎特性
各个存储引擎之间的区别
| 特 点    | MyISAM | InnoDB | Memory | Merge | NDB  |
| -------- | ------ | ------ | ------ | ----- | ---- |
| 存储限制 | 有     | 64TB   | 有     | 没有  | 有   |
| 事务安全 |        | 支持   |        |       |      |
| 锁机制   | 表锁   | 行锁   | 表锁   | 表锁  | 行锁 |
| B树索引  | 支持   | 支持   | 支持   | 支持  | 支持 |
| 哈希索引 |        |        | 支持   |       | 支持 |
| 全文索引 | 支持   |        |        |       |      |
| 集群索引 |        | 支持   |        |       |      |
| 数据缓存 |        | 支持   | 支持   |       | 支持 |
| 索引缓存 | 支持   | 支持   | 支持   | 支持  | 支持 |
| 数据可压缩 | 支持   | | | | |
| 空间使用 | 低   | 高   | N/A   | 低  | 低 |
| 内存使用 | 低   | 高   | 中等   | 低  | 高 |
| 批量插入速度 | 高   | 低   | 高   | 高  | 高 |
| 支持外键 |    | 支持   |    |   |  |

#### 将介绍最常用的4种存储引擎：MyISAM、InnoDB、Memory和Merge。
1、MyISAM

MyISAM 不支持事务、不支持外键，其优势是访问的速度快，对事务的完整性没有要求或者以SELECT\INSERT为主的应用基本上可以使用这个引擎来创建表。

每个MyISAM在磁盘上存储成3个文件，其文件名都和表名相同，但扩展名分别是：

.frm（存储表定义）

.MYD（MYData，存储数据）

.MYI（MYIndex，存储索引）

数据文件和索引文件可以放置在不同的目录，平均分布IO，获得更快的速度。

在创建表的时候通过DATA DIRECTORY和INDEX DIRECTORY语句指定数据文件和索引文件的路径，该路径需要绝对路径，并且具有访问权限。

MyISAM类型的表可能会被损坏，各种各样的原因被损坏。损坏后的表可能不能被访问，会提示需要修复或者返回错误结果。MyISAM类型的表提供了修复工具，

CHECK TABLE 语句用于检查表的健康，REPAIR TABLE 语句用来修复一个损坏的表。表的损坏还可能导致数据库的异常启动，需要尽快修复并尽可能地确认损坏的原因。

MyISAM的表还支持3种不同的存储格式，分别是：静态（固定长度）表、动态表、压缩表。

静态表：表中的字段是非变长字段，这样每个字段都是固定长度，如char(20)。这种存储的优点是：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。静态表的数据存储时会按给定的列宽度定义补足空格，但是应用访问时并不会得到这些空格。

动态表：表中包含变长字段，比如varchar(20)，记录不是固定长度。哪怕只有一个字段是变长字段，也是动态表。这种存储的优点是：占用的空间相对较少，但是频繁地更新和删除记录会产生碎片，需要定期执行 OPTIMIZE TABLE 或者 myisamchk-r 命令来改善性能，并且在出现故障时恢复相对比较困难。

压缩表：表由myisampack工具创建，占据非常小的磁盘空间。因为记录是被单个压缩的，所以只有非常小的开支。

2、InnoDB

InnoDB存储引擎提供了具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事务安全。但是对比MyISAM存储引擎，InnoDB写的处理效率差点，并且会占用更多的磁盘空间以保留数据和索引。

InnoDB存储引擎的特点：

2.1、自动增长列

InnoDB表的自动增长可以手动插入，但是插入的值如果是空或者是0，则实际插入的将是自动增长后的值。例如：下表auth_user中，列id为自动增长列，通过AUTO_INCREMENT指定。
    
　　```
    CREATE TABLE `auth_user` (
 　　　　 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  　　　　`user_name` varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '授权用户名称',
  　　　　`token` char(64) DEFAULT NULL COMMENT '访问授权token',
  　　　　`created_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '记录创建时间',
  　　　　`updated_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '记录最后修改时间',
  　　　　`deleted_at` timestamp NULL DEFAULT NULL COMMENT '记录删除时间',
  　　　　PRIMARY KEY (`id`)
　　　) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='授权用户表';
    `
    
　　还可通过“ALTER TABLE auth_user AUTO_INCREMENT = n;”语句强制设置自动增长的初始值，默认从1开始，但是该强制的默认值是保留在内存中的，如果该值在使用之前数据库重新启动，那么这个强制的默认值就会丢失，就需要在数据库启动后重新设置。
　　可以会用LAST_INSERT_ID()查询当前线程最后插入记录使用的值。如果一次插入多条记录，那么返回的是第一条记录使用的自动增长值。

对于InnoDB表，自动增长列必须是索引。如果是组合索引，也必须是组合索引的第一列，但是对于MyISAM表，自动增长列可以是组合索引的其他列，这样插入记录后，自动增长列是按照组合索引的前列进行排序后递增的。如：

```
    CREATE TABLE autoincre_demo (
 　　　　 id1 int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
　　　　  id2 int(11) NOT NULL,
  　　　　name varchar(30) DEFAULT NULL COMMENT '名称'
  　　　　index (`id1`,`id2`)
　　　) ENGINE=MyISAM;
    ```
     ```
　　insert into autoincre_demo(id2,name) values(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');

结果是：select * from `autoincre_demo`;
    ```
|id1	|id2	|name|
| -------- | ------ | ------ |
|1	|2	|2|
|1	|3	|3|
|1	|4	|4|
|2	|2	|2|
|2	|3	|3|
|2	|4	|4|
　　2.2、外键约束

MySQL支持外键的存储引擎只有InnoDB，在创建外键的时候，要求父表必须有对应的索引，子表在创建外键的时候也会自动创建对应的索引。

在创建索引时，可以指定在删除、更新附表时，对子表的相应操作，包括restrict、cascade、set null和no action。

restrict 和 no action相同，是指限制在子表有关联记录时父表不能更新。

cascade是指，父表在更新或删除时，更新或者删除子表对应记录。

set null是指，父表在更新或者删除时，子表对应的字段被set null。

当某个表被其他表创建了外键参照，那么该表的对应索引或者主键禁止被删除。

在导入多个表的数据时，如果需要忽略表之前的导入顺序，可以暂时关闭外键的检查；同样，在执行LOAD DATA和ALTER TABLE操作的时候，可以通过暂时关闭外键约束来加快处理的速度，关闭的命令是“SET FOREING_KEY_CHECKS = 0;”，执行完成后，通过执行“SET FOREING_KEY_CHECKS = 1;”语句返回原状。

2.3、存储方式

InnoDB存储表和索引有以下两种方式。

使用共享表空间存储，这种方式创建的表的表结构保存在.frm文件中，数据和索引保存在innod_data_home_dir和innod_data_file_path定义的表空间中，可以是多个文件。

使用多表空间存储，这种方式创建的表的表结构保存在.frm文件中，但是每个表的数据和索引单独保存在.ibd中。如果是个分区表，则每个分区对应单独的.ibd文件，文件名是“表名+分区名”，可以在创建分区的时候指定每个分区的数据文件位置，以此来将表的IO均分在多个磁盘上。

要使用多表空间的存储方式，需要设置参数innodb_file_per_table，并且重新启动服务才可以生效，对于新建的表按照多表空间的方式创建，已有的表仍使用共享表空间存储。如果将已有的多表空间方式修改回共享表空间的方式，则新建表会在共享表空间的创建，但已有的多表空间表仍然保存原来的存储方式。

多表空间的数据文件没有大小限制，不需要设置初始大小，也不需要设置文件的最大限制、扩展大小等参数。

对于使用多表空间特性的表，可以比较方便的进行单表备份和恢复操作，但是直接复制.ibd文件是不行的，因为没有共享表的数据字典信息，直接复制的.ibd文件和.frm文件恢复时是不能被识别的，但是可以通过以下命令：

`ALTER TABLE tbl_name DISCARD TABLESPACE;`
    `ALTER TABLE tbl_name IMPORT TABLESPACE;`

将备份恢复到数据库，但是这只能恢复到表原来所在的数据库中，不能恢复到其他的数据库中。可以通过mysqldump和mysqlimport来将单表恢复到目标数据库。

注意：即便在多表空间的存储方式下，共享表空间仍然是必须的，InnoDB把内部数据词典和在线重做日志放在这个文件中。

3、Memory

Memory存储引擎使用存在于内存中的内容来创建表。每个Memory表只实际上对应一个磁盘文件，格式是.frm。Memory类型的表访问速度非常快，因为它的数据是放在内存中的，并且默认使用HASH索引，但是一旦服务关闭，表中的数据就会丢失。

在启动MySQL服务的时候使用--init--file选项，把INSERT INTO ... SELECT 或LOAD DATA INFILE 这样的语句放入这个文件中，就可以在服务启动时从持久稳固的数据源装载表。

服务器需要足够内存来维持所有在同一时间使用的Memory表，当不再需要Memory表的内容之时，要释放被Memory表使用的内存，应该执行DELETE FROM 或 TRUNCATE TABLE，或者整个的删除表（使用DROP TABLE操作）。

每个Memory表中可以放置的数据量大小，受到max_heap_table_size系统变量的约束，这个系统变量的初始值是16MB，可以根据需要加大。此外，在定义Memory表的时候，可以通过MAX_ROWS子句指定表的最大行数。

Memory类型的存储引擎主要应用于那些语句变化不频繁的代码表，或者作为统计操作的中间结果表，便于高效地对中间结果进行分析并得到最终的统计结果。对存储引擎为Memory的表进行更新操作要谨慎，因为数据并没有实际写入到磁盘中，所以一定要对下次重启服务后如何获得这些修改的数据有所考虑。

4、Merge

Merge存储引擎是一组MyISAM表的组合，这些MyISAM表必须结构完全相同，Merge表本身并没有数据，对Merge类型的表可以进行查询、更新、删除，这些操作实际上是对内部的MyISAM表进行的。对于Merge类型表的插入操作，是通过INSERT_METHOD子句定义插入的表，可以有3个不同的值，使用FIRST或者LAST值使得插入操作被相应地作用在第一个或者最后一个表上，不定义这个子句或者定义为NO，表示不能对这个Merger表进行操作。

可以对Merge表进行DROP操作，这个操作只是删除Merge的定义，对内部的表没有任何的影响。

在磁盘上保留两个文件，文件名以表的名字开始，一个.frm文件存储表定义，另一个.mrg文件包含组合表的信息，包含Merge表由哪些表组成、插入新数据的依据。可以通过修改.mrg文件来修改Merge表，但是修改后要通过flush tables刷新。

Merger表和分区表的区别是，Merger表并不能智能地将记录写到对应的表中，而是写入到使用FIRST或者LAST值指定的表中。但是分区表可以。通常我们使用Merger表来透明地对多个表进行查询和更新操作，而这种按照时间记录的操作日志表则可以透明地进行插入操作。

### 如何选择合适的存储引擎
    在选择存储引擎时，应根据应用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。

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时，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。MyISAM是在Web、数据仓储和其他应用环境下最常使用的存储引擎之一。

InnoDB：用于事务处理应用程序，支持外键。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外，还包括很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎应该是比较合适的选择。InnoDB存储引擎除了有效的降低了删除和更新导致的锁定，还可以确保事务的完整性提交（commit）和回滚（rollback），对于类似计费系统或者财务系统等对数据准确性要求比较高的系统，InnoDB都是合适的选择。

Memory：将所有数据保存在RAM中，在需要快速定位记录和其他类似数据的环境下，可提供极快速的访问。Memory的缺陷是对表的大小限制，太大的表无法缓存在内存中，其次是要确保表的数据可以恢复，数据异常终止后表中的数据是可恢复的。Memory表常用于更新不太频繁的小表，用于快速得到访问结果。

Merge：用于一系列等同的MyISAM表以逻辑方式组合在一起，并作为一个对象引用它们。Merge表的优缺点在于可以突破对单个MyISAM表大小的限制，并且通过将不同的表分布在多个磁盘上，可以有效地改善Merge表的访问效率。这对于诸如数据仓储等VLDB环境 十分合适。

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