前言,什么是存储引擎
mysql中建立的库===>文件夹 库中建立的表===>文件
现实生活中我们用来存储数据的文件有不同的类型,每种文件类型对应各自不同的处理机制:比如处理文本用txt类型,处理表格用excel,处理图片用png等
数据库中的表也应该有不同的类型,表的类型不同,会对应mysql不同的存取机制,表类型又称为存储引擎。
存储引擎说白了就是如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方
法。因为在关系数据库中数据的存储是以表的形式存储的,所以存储引擎也可以称为表类型(即存储和
操作此表的类型)
在Oracle 和SQL Server等数据库中只有一种存储引擎,所有数据存储管理机制都是一样的。而MySql
数据库提供了多种存储引擎。用户可以根据不同的需求为数据表选择不同的存储引擎,用户也可以根据
自己的需要编写自己的存储引擎
SQL 解析器、SQL 优化器、缓冲池、存储引擎等组件在每个数据库中都存在,但不是每 个数据库都有这么多存储引擎。MySQL 的插件式存储引擎可以让存储引擎层的开发人员设 计他们希望的存储层,例如,有的应用需要满足事务的要求,有的应用则不需要对事务有这 么强的要求 ;有的希望数据能持久存储,有的只希望放在内存中,临时并快速地提供对数据 的查询。
一,MySQL存储引擎
存储引擎说白了就是如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。因为在关系数据库中数据的存储是以表的形式存储的,所以存储引擎也可以称为表类型(即存储和操作此表的类型)。MySQL5.5以后默认使用InnoDB存储引擎。
下图是MySQL中各种存储引擎的对比。
1.MyISAM:
这种引擎是mysql最早提供的。它不支持事务,也不支持外键,尤其是访问速度快。这种引擎又可以分为静态MyISAM、动态MyISAM 和压缩MyISAM三种:
1) 静态MyISAM:如果数据表中的各数据列的长度都是预先固定好的,服务器将自动选择这种表类型。因为数据表中每一条记录所占用的空间都是一样的,所以这种表存取和更新的效率非常高。 当数据受损时,恢复工作也比较容易做。这种存储方式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。
2) 动态MyISAM:如果数据表中出现varchar、xxxtext或xxxBLOB字段时,服务器将自动选择这种表类型。相对于静态MyISAM,这种表存储空间比较小,但由于每条记录的长度不一,所以 多次修改数据后,数据表中的数据就可能离散的存储在内存中,进而导致执行效率下降。同时,内存中也可能会出现很多碎片。因此,这种类型的表要经常用optimize table命令或者myisamchk -r命令 或 优化工具来整理碎片、改善性能,并且出现故障的时候恢复相对比较困难。
3) 压缩MyISAM:以上说到的两种类型的表都可以用myisamchk工具压缩。这种类型的表进一步减小了占用的存储,但是这种表压缩之后不能再被修改。另外,因为是压缩数据,所以这种表在读取的时候要先时行解压缩。但是,不管是何种MyISAM表,目前它都不支持事务,行级锁和外键约束的功能。
2.Merge:
这种类型是MyISAM类型的一种变种。合并表是将几个相同的MyISAM表合并为一个虚表。常应用于日志和数据仓库。
3.InnoDB:
InnoDB表类型可以看作是对MyISAM的进一步更新产品,它提供了事务、行级锁机制和外键约束的功能。对比MyISAM的存储引擎,InnoDB写的处理效率差一些,并且会占用更多 的磁盘空间以保留数据和索引。
4.memory:
这种类型的数据表只存在于内存中。它使用HASH索引,所以数据的存取速度非常快。因为是存在于内存中,所以这种类型常应用于临时表中,但是一旦服务器关闭,表中的数据就会丢失,但表还会继续存在。默认情况下,memory数据表使用散列索引,利用这种索引进行“相等比较”非常快,但是对“范围比较”的速度就慢多了。因此,散列索引值适合使用在"="和"<=>"的操作符中,不适合使用在"<"或">"操作符中,也同样不适合用在order by字句里。如果确实要使用"<"或">"或betwen操作符,可以使用btree索引来加快速度。
存储在MEMORY数据表里的数据行使用的是长度不变的格式,因此加快处理速度,这意味着不能使用BLOB和TEXT这样的长度可变的数据类型。VARCHAR是一种长度可变的类型,但因为它在MySQL内部当作长度固定不变的CHAR类型,所以可以使用。
使用USING HASH/BTREE来指定特定到索引:create index mem_hash using hash on tab_memory(city_id);
5.archive:
这种类型只支持select 和 insert语句,而且不支持索引。常应用于日志记录和聚合分析方面。
6.BLACK HOLE:
黑洞存储引擎,可以应用于主备复制中的分发主库。
7.NDB存储引擎:
2003年,MySQL AB 公司从 Sony Ericsson 公司收购了 NDB 存储引擎。 NDB 存储引擎是一个集群存储引擎,类似于 Oracle 的 RAC 集群,不过与 Oracle RAC 的 share everything 结构不同的是,其结构是 share nothing 的集群架构,因此能提供更高级别的 高可用性。NDB 存储引擎的特点是数据全部放在内存中(从 5.1 版本开始,可以将非索引数 据放在磁盘上),因此主键查找(primary key lookups)的速度极快,并且能够在线添加 NDB 数据存储节点(data node)以便线性地提高数据库性能。由此可见,NDB 存储引擎是高可用、 高性能、高可扩展性的数据库集群系统,其面向的也是 OLTP 的数据库应用类型。
8.NEST存储引擎:
网易公司开发的面向其内部使用的存储引擎。目前的版本不支持事务, 但提供压缩、行级缓存等特性,不久的将来会实现面向内存的事务支持。
MySQL 数据库还有很多其他存储引擎,上述只是列举了最为常用的一些引擎。如果 你喜欢,完全可以编写专属于自己的引擎,这就是开源赋予我们的能力,也是开源的魅 力所在。
二,存储引擎如何选择
是否支持事务 检索和添加速度 锁机制 缓存 是否支持全文索引 是否支持外键
三,MyISAM和InnoDB对比
四,什么时候使用MyISAM和InnoDB
MyISAM:读事务要求不高,以查询和插入为主,可以使用这个引擎来创建表, 例如各种统计表。 InnoDB:对事务要求高,保存的是重要的数据 例如交易数据,支付数据等,对用户重要的数据,建议使用InnoDB。
五,对存储引擎的操作
1.查看数据库默认的存储引擎:
show engines; show variables like ‘default_storage_engine‘;
2.查看表的存储引擎:
1) 显示表的创建语句:
show create table tablename;
2) 显示表的当前状态值:
show table status like ‘tablename’ \G
3) 设置或修改表的存储引擎
- 创建数据库表时设置存储存储引擎的基本语法是:
create table tableName( columnName(列名1) type(数据类型) attri(属性设置), columnName(列名2) type(数据类型) attri(属性设置), ....) engine = engineName
- 修改存储引擎,可以用命令
Alter table tableName engine = engineName
4)练习
创建四个表,分别使用innodb,myisam,memory,blackhole存储引擎,进行插入数据测试
MariaDB [db1]> create table t1(id int)engine=innodb; MariaDB [db1]> create table t2(id int)engine=myisam; MariaDB [db1]> create table t3(id int)engine=memory; MariaDB [db1]> create table t4(id int)engine=blackhole; MariaDB [db1]> quit [[email protected] db1]# ls /var/lib/mysql/db1/ #发现后两种存储引擎只有表结构,无数据 db.opt t1.frm t1.ibd t2.MYD t2.MYI t2.frm t3.frm t4.frm #memory,在重启mysql或者重启机器后,表内数据清空 #blackhole,往表内插入任何数据,都相当于丢入黑洞,表内永远不存记录
五,配置和数据文件
1.配置文件默认位置
Linux: /etc/my.cnf Windows: my.ini
2.数据文件位置
1) 查看数据文件位置的命令: show variables like ‘%datadir%‘ ;
2) 数据文件格式:
InnoDB:frm(存储的表结构)、ibd(存储的数据和索引)
MyISAM:frm(存储的表结构)、MYD(存储的数据)、MYI(存储的索引)
六,数据库表设计
1.第一范式
1) 概念:列不可分。每一列都是不可分割的基本数据项。
2) 例子:假设我们有一个学生表,字段包括:id,name,age,contact,如下:
当我们需要根据QQ来查询学生的时候,就查询不出,所以以上的设计就不符合1NF。我们可以将contact字段拆分为phone和QQ,如下:
这样就满足1NF了。
2.第二范式
1) 概念:1NF的基础上面,非主属性完全依赖于主关键字。
2) 例子:学生表:(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分) ,从字段可以看出,此表联合主键是(学号,课程名称)。
存在如下决定关系:
1:(学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分)
2:(课程名称) → (学分)
3:(学号) → (姓名, 年龄)
其中,姓名、年龄、学分是部分依赖于主键的,而成绩是完全依赖于主键的,存在部分依赖关系,所以不满足第二范式。
这会造成如下问题:
(1) 数据冗余:
同一门课程由n个学生选修,"学分"就重复n-1次;同一个学生选修了m门课程,姓名和年龄就重复了m-1次。
(2) 更新异常:
若调整了某门课程的学分,数据表中所有行的"学分"值都要更新,否则会出现同一门课程学分不同的情况。
(3) 插入异常:
假设要开设一门新的课程,暂时还没有人选修。这样,由于还没有"学号"关键字,课程名称和学分也无法记录入数据 库。
(4) 删除异常:
假设一批学生已经完成课程的选修,这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是,与此同时,课程名称和学分信息也被删除了。很显然,这也会导致插入异常。
问题就在于存在非主属性对主键的部分依赖。
解决办法:把原表(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)分成三个表:
学生:Student(学号, 姓名, 年龄);
课程:Course(课程名称, 学分);
选课关系:SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
3.第三范式
1) 概念:2NF的基础上,属性不依赖于其它非主属性 , 消除传递依赖。第三范式又可描述为:表中不存在可以确定其他非关键字的非关键字段。
2) 例子:学生表:(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话),主键必然是学号。
由于主键是单一属性,所以非主属性完全依赖于主键,所以必然满足第二范式。但是存在如下传递依赖:
(学号) → (所在学院) → (学院地点, 学院电话),
学院地点 和 学院电话传递依赖于学号,而学院地点和学院电话都是非关键字段,即表中出现了“某一非关键字段可以确定出其它非关键字段”的情况,于是违反了第三范式。
解决办法:
把原表分成两个表:
学生:(学号, 姓名, 年龄, 所在学院);
学院:(学院, 地点, 电话)。
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