第七章· MySQL的存储引擎
一.存储引擎简介

- 1、文件系统：
- 1.1 操作系统组织和存取数据的一种机制。
- 1.2 文件系统是一种软件。
- 2、文件系统类型：ext2 3 4 ，xfs 数据
- 2.1 不管使用什么文件系统，数据内容不会变化
- 2.2 不同的是，存储空间、大小、速度。
- 3、MySQL引擎：
- 3.1 可以理解为，MySQL的“文件系统”，只不过功能更加强大。
- 4、MySQL引擎功能：
- 4.1 除了可以提供基本的存取功能，还有更多功能事务功能、锁定、备份和恢复、优化以及特殊功能
总之，存储引擎的各项特性就是为了保障数据库的安全和性能设计结构。
二.MySQL自带的存储引擎类型
MySQL 提供以下存储引擎:
01）InnoDB
02）MyISAM
03）MEMORY
04）ARCHIVE
05）FEDERATED
06）EXAMPLE
07）BLACKHOLE
08）MERGE
09）NDBCLUSTER
10）CSV
还可以使用第三方存储引擎:
01）MySQL当中插件式的存储引擎类型
02）MySQL的两个分支
03）perconaDB
04）mariaDB
#查看当前MySQL支持的存储引擎类型
mysql> show engines
#查看innodb的表有哪些
mysql> select table_schema,table_name,engine from information_schema.tables where engine='innodb';
#查看myisam的表有哪些
mysql> select table_schema,table_name,engine from information_schema.tables where engine='myisam';
- 1、innodb和myisam的区别
物理上的区别：
#进入mysql目录
[root@db01~l]# cd /application/mysql/data/mysql
#查看所有user的文件
[root@db01 mysql]# ll user.*
-rw-rw---- 1 mysql mysql 10684 Mar 6 2017 user.frm
-rw-rw---- 1 mysql mysql 960 Aug 14 01:15 user.MYD
-rw-rw---- 1 mysql mysql 2048 Aug 14 01:15 user.MYI
#进入word目录
[root@db01 world]# cd /application/mysql/data/world/
#查看所有city的文件
[root@db01 world]# ll city.*
-rw-rw---- 1 mysql mysql 8710 Aug 14 16:23 city.frm
-rw-rw---- 1 mysql mysql 688128 Aug 14 16:23 city.ibd
- 2.innodb存储引擎的简介
在MySQL5.5版本之后，默认的存储引擎，提供高可靠性和高性能。
优点:
01）事务安全（遵从 ACID）
02）MVCC（Multi-Versioning Concurrency Control，多版本并发控制）
03）InnoDB 行级别锁定
04）Oracle 样式一致非锁定读取
05）表数据进行整理来优化基于主键的查询
06）支持外键引用完整性约束
07）大型数据卷上的最大性能
08）将对表的查询与不同存储引擎混合
09）出现故障后快速自动恢复
10）用于在内存中缓存数据和索引的缓冲区池

innodb核心特性
重点:
MVCC
事务
行级锁
热备份
Crash Safe Recovery（自动故障恢复）
- 3.查看存储引擎
1）使用 SELECT 确认会话存储引擎
#查询默认存储引擎
SELECT @@default_storage_engine;
2）使用 SHOW 确认每个表的存储引擎
#查看表的存储引擎
SHOW CREATE TABLE CityG
SHOW TABLE STATUS LIKE 'CountryLanguage'G
3）使用 INFORMATION_SCHEMA 确认每个表的存储引擎
#查看表的存储引擎
SELECT TABLE_NAME, ENGINE FROM
INFORMATION_SCHEMA.TABLES
WHERE TABLE_NAME = 'City'
AND TABLE_SCHEMA = 'world'G
- 4.存储引擎的设置
1）在启动配置文件中设置服务器存储引擎
#在配置文件的[mysqld]标签下添加
[mysqld]
default-storage-engine=<Storage Engine>
2）使用 SET 命令为当前客户机会话设置
#在MySQL命令行中临时设置
SET @@storage_engine=<Storage Engine>
（3）在 CREATE TABLE 语句指定
#建表的时候指定存储引擎
CREATE TABLE t (i INT) ENGINE = <Storage Engine>;
三.真实企业案例
项目背景：
公司原有的架构：一个展示型的网站，LAMT，MySQL5.1.77版本（MYISAM），50M数据量。
小问题不断：
- 1、表级锁：对表中任意一行数据修改类操作时，整个表都会锁定，对其他行的操作都不能同时进行。
- 2、不支持故障自动恢复（CSR）：当断电时有可能会出现数据损坏或丢失的问题。
如何解决：
- 1、提建议将现有的MYISAM引擎替换为Innodb，将版本替换为5.6.38
- 1）如果使用MYISAM会产生”小问题”，性能安全不能得到保证，使用innodb可以解决这个问题。
- 2）5.1.77版本对于innodb引擎支持不够完善，5.6.38版本对innodb支持非常完善了。
- 2、实施过程和注意要素
1）备份生产库数据（mysqldump）
[root@db01 ~]# mysqldump -uroot -p123 -A --triggers -R --master-data=2 >/tmp/full.sql
2）准备一个5.6.38版本的新数据库
3）对备份数据进行处理（将engine字段替换）
[root@db01 ~]# sed -i 's#ENGINE=MYISAM#ENGINE=INNODB#g' /tmp/full.sql
4）将修改后的备份恢复到新库
5）应用测试环境连接新库，测试所有功能
6）停应用，将备份之后的生产库发生的新变化，补偿到新库
7）应用割接到新数据库
项目结果：
*解决了”小问题” *
四.Innodb存储引擎——表空间介绍

5.5版本以后出现共享表空间概念
表空间的管理模式的出现是为了数据库的存储更容易扩展
5.6版本中默认的是独立表空间
- 1、共享表空间
1）查看共享表空间
#物理查看
[root@db01 ~]# ll /application/mysql/data/
-rw-rw---- 1 mysql mysql 79691776 Aug 14 16:23 ibdata1
#命令行查看
mysql> show variables like '%path%';
innodb_data_file_path =bdata1:12M:autoextend
5.6版本中默认存储:
1.系统数据
2.undo
3.临时表
5.7版本中默认会将undo和临时表独立出来，5.6版本也可以独立，只不过需要在初始化的时候进行配置
2）设置方法
#编辑配置文件
[root@db01 ~]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
innodb_data_file_path=ibdata1:50M;ibdata2:50M:autoextend
- 2、独立表空间
对于用户自主创建的表，会采用此种模式，每个表由一个独立的表空间进行管理
1）查看独立表空间
#物理查看
[root@db01 ~]# ll /application/mysql/data/world/
-rw-rw---- 1 mysql mysql 688128 Aug 14 16:23 city.ibd
#命令行查看
mysql> show variables like '%per_table%';
innodb_file_per_table=ON
企业案例
在没有备份数据的情况下，突然断电导致表损坏，打不开数据库。
1）拷贝库目录到新库中
[root@db01 ~]# cp -r /application/mysql/data/world/ /data/3307/data/
2）启动新数据库
[root@db01 ~]# mysqld_safe --defaults-file=/data/3307/my.cnf &
3）登陆数据库查看
mysql> show databases;
4）查询表中数据
mysql> select * from city;
ERROR 1146 (42S02): Table 'world.city' doesn't exist
5）找到以前的表结构在新库中创建表
mysql> show create table world.city;
#删掉外键创建语句
CREATE TABLE `city` (
`ID` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`Name` char(35) NOT NULL DEFAULT '',
`CountryCode` char(3) NOT NULL DEFAULT '',
`District` char(20) NOT NULL DEFAULT '',
`Population` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
PRIMARY KEY (`ID`),
KEY `CountryCode` (`CountryCode`),
KEY `idx_city` (`Population`,`CountryCode`),
CONSTRAINT `city_ibfk_1` FOREIGN KEY (`CountryCode`) REFERENCES `country` (`Code`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4080 DEFAULT CHARSET=latin1;
6）删除表空间文件
mysql> alter table city_new discard tablespaces;
7）拷贝旧表空间文件
[root@db01 world]# cp /data/3307/data/world/city.ibd /data/3307/data/world/city_new.ibd
8）授权
[root@db01 world]# chown -R mysql.mysql *
9）导入表空间
mysql> alter table city_new import tablespace;
五.Innodb核心特性——事务
- 1.什么是事务
主要针对DML语句（update，delete，insert）
一组数据操作执行步骤，这些步骤被视为一个工作单元:
1）用于对多个语句进行分组
2）可以在多个客户机并发访问同一个表中的数据时使用
所有步骤都成功或都失败
1）如果所有步骤正常，则执行
2）如果步骤出现错误或不完整，则取消
- 2.事务的通俗理解
伴随着“交易”出现的数据库概念。
我们理解的“交易”是什么？
1）物与物的交换（古代）
2）货币现金与实物的交换（现代1）
3）虚拟货币与实物的交换（现代2）
4）虚拟货币与虚拟实物交换（现代3）
数据库中的“交易”是什么？
1）事务又是如何保证“交易”的“和谐”？
2）ACID
- 3.事务ACID特性
Atomic（原子性）
所有语句作为一个单元全部成功执行或全部取消。
Consistent（一致性）
如果数据库在事务开始时处于一致状态，则在执行该。
事务期间将保留一致状态。
Isolated（隔离性）
事务之间不相互影响。
Durable（持久性）
事务成功完成后，所做的所有更改都会准确地记录在
数据库中。所做的更改不会丢失。
- 4.事务流程举例
 - 5.事务的控制语句
如下:
START TRANSACTION（或 BEGIN）：显式开始一个新事务
SAVEPOINT：分配事务过程中的一个位置，以供将来引用
COMMIT：永久记录当前事务所做的更改
ROLLBACK：取消当前事务所做的更改
ROLLBACK TO SAVEPOINT：取消在 savepoint 之后执行的更改
RELEASE SAVEPOINT：删除 savepoint 标识符
SET AUTOCOMMIT：为当前连接禁用或启用默认 autocommit 模式
一个成功事务的生命周期
begin;
sql1
sql2
sql3
...
commit;
一个失败事务的生命周期
begin;
sql1
sql2
sql3
...
rollback;
- 3.自动提交
#查看自动提交
mysql> show variables like 'autocommit';
#临时关闭
mysql> set autocommit=0;
#永久关闭
[root@db01 world]# vim /etc/my.cnf
[mysqld]
autocommit=0
- 4.事务演示
1）成功事务
mysql> create table stu(id int,name varchar(10),sex enum('f','m'),money int);
mysql> begin;
mysql> insert into stu(id,name,sex,money) values(1,'zhang3','m',100), (2,'zhang4','m',110);
mysql> commit;
2）事务回滚
mysql> begin;
mysql> update stu set name='zhang3';
mysql> delete from stu;
mysql> rollback;
- 6.事务隐式提交情况
1）现在版本在开启事务时，不需要手工begin，只要你输入的是DML语句，就会自动开启事务。
2）有些情况下事务会被隐式提交
例如:
在事务运行期间，手工执行begin的时候会自动提交上个事务
在事务运行期间，加入DDL、DCL操作会自动提交上个事务
在事务运行期间，执行锁定语句（lock tables、unlock tables）
load data infile
select for update
在autocommit=1的时候
- 7.事务日志redo基本功能
1）Redo是什么？
redo,顾名思义“重做日志”，是事务日志的一种。
2）作用是什么？
在事务ACID过程中，实现的是“D”持久化的作用。

特性:WAL(Write Ahead Log)日志优先写
REDO：记录的是，内存数据页的变化过程
3）REDO工作过程
#执行步骤
update t1 set num=2 where num=1;
1）首先将t1表中num=1的行所在数据页加载到内存中buffer page
2）MySQL实例在内存中将num=1的数据页改成num=2
3）num=1变成num=2的变化过程会记录到，redo内存区域，也就是redo buffer page中
#提交事务执行步骤
commit;
1）当敲下commit命令的瞬间，MySQL会将redo buffer page写入磁盘区域redo log
2）当写入成功之后，commit返回ok
- 8.redo数据实例恢复过程
图解
- 9.事务日志undo
1）undo是什么？
undo,顾名思义“回滚日志”，是事务日志的一种。
_2）作用是什么？
在事务ACID过程中，实现的是“A”原子性的作用。当然CI的特性也和undo有关

- 10.redo和undo的存储位置
#redo位置
[root@db01 data]# ll /application/mysql/data/
-rw-rw---- 1 mysql mysql 50331648 Aug 15 06:34 ib_logfile0
-rw-rw---- 1 mysql mysql 50331648 Mar 6 2017 ib_logfile1
#undo位置
[root@db01 data]# ll /application/mysql/data/
-rw-rw---- 1 mysql mysql 79691776 Aug 15 06:34 ibdata1
-rw-rw---- 1 mysql mysql 79691776 Aug 15 06:34 ibdata2
在MySQL5.6版本中undo是在ibdata文件中，在MySQL5.7版本会独立出来。
- 11.事务中的锁
1）什么是“锁”？
“锁”顾名思义就是锁定的意思。
2）“锁”的作用是什么？
在事务ACID特性过程中，“锁”和“隔离级别”一起来实现“I”隔离性的作用。

排他锁：保证在多事务操作时，数据的一致性。
共享锁：保证在多事务工作期间，数据查询时不会被阻塞。
- 12.多版本并发控制（MVCC）
1）只阻塞修改类操作，不阻塞查询类操作
2）乐观锁的机制（谁先提交谁为准）
- 13.锁的粒度
MyIsam：低并发锁（表级锁）
Innodb：高并发锁（行级锁） - 14.事务的隔离级别
四种隔离级别：
READ UNCOMMITTED（独立提交）
允许事务查看其他事务所进行的未提交更改
READ COMMITTED
允许事务查看其他事务所进行的已提交更改
REPEATABLE READ******
确保每个事务的 SELECT 输出一致
InnoDB 的默认级别
SERIALIZABLE
将一个事务的结果与其他事务完全隔离
#查看隔离级别
mysql> show variables like '%iso%';
#修改隔离级别为RU
[mysqld]
transaction_isolation=read-uncommit
mysql> use oldboy
mysql> select * from stu;
mysql> insert into stu(id,name,sex,money) values(2,'li4','f',123);
#修改隔离级别为RC
[mysqld]
transaction_isolation=read-commit