MySQL—MySQL的存储引擎之InnoDB

存储引擎及种类

存储引擎	说明
MyISAM	高速引擎，拥有较高的插入，查询速度，但不支持事务
InnoDB	5.5版本后MySQL的默认数据库存储引擎，支持事务和行级锁，比MyISAM处理速度稍慢
ISAM	MyISAM的前身，MySQL5.0以后不再默认安装
MRG_MyISAM	将多个表联合成一个表使用，在超大规模数据存储时很有用
Memory	内存存储引擎，拥有极高的插入，更新和查询效率。但是会占用和数据量成正比的内存空间。只在内存上保存数据，意味着数据可能会丢失
Archive	将数据压缩后进行存储，非常适合存储大量的独立的，作为历史记录的数据，但是只能进行插入和查询操作
CSV	CSV 存储引擎是基于 CSV 格式文件存储数据(应用于跨平台的数据交换)

怎么选择存储引擎？：

除非需要用到某些InnoDB不具备的特性，并且没有其他办法可以替代，否则都应该选择InnoDB引擎。（大部分情况下都选择InnoDB。）

InnonDB和MyISAM的比较

比较项	InnonDB	MyISAM
存储文件	.frm是表定义文件 .ibd是数据文件和索引文件	.frm是表定义文件 .myd数据文件 .myi是索引文件
锁	支持表锁、行锁	支持表锁
是否支持外键	支持外键	不支持外键
是否支持事务	支持	不支持
CRUD	读、写	读多
索引结构	B+Tree	B+Tree

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InnonDB架构

InnonDB架构图如下：

从图中可见，InnoDB存储引擎由内存结构、磁盘结构两部分组成。

内存结构

lnnoDB内存结构主要分为如下四个区域:

1. Buffer Pool缓冲池
2. Change Buffer修改缓冲
3. Adaptive Hash lndex自适应索引
4. Log Buffer日志缓冲

缓冲池（Buffer Pool）

缓冲池Buaffer Pool用于加速数据的访问和修改，通过将热点数据缓存在内存的方法最大限度地减少磁盘IO，加速热点数据读写。

• 默认大小为128M，Buffer Pool中数据以页为存储单位，其实现的数据结构是以页为单位的单链表。
• 由于内存的空间限制，Buffer Pool仅能容纳最热点的数据。
• Buffer Pool使用LRU算法 (Least Recently Used最近最少使用)淘汰非热点数据页。
• LRU:根据页数据的历史访问来淘汰数据，如果数据最近被访问过，那么将来被访问的几率也更高，优先淘汰最近没有被访问到的数据。
• 对于Buffer Pool中数据的查询,InnoDB直接读取返回。对于Buffer Pool中数据的修改，lnnoDB直接在Buffer Pool中修改，并将修改写入redo log。

修改缓冲（Change Buffer）

用于加速非热点数据中二级索引的写入操作。

修改缓冲对二级索引的修改操作会录入redo log中。

在缓冲到一定量或系统较空闲时进行merge操作（写入磁盘） ；

其物理结构为一棵名为ibuf的B+树。

自适应哈希索引（Adaptive Hash Index）

用于实现对于热数据页的一次查询，是建立在索引之上的索引。

作用：对频繁查询的数据页和索引页进一步提速

AHI大小为Buffer Pool的1/64

对于二级索引，若命中 AHI，则将直接从 AHI 获取二级索引页的记录指针，再根据主键沿着聚簇索引查找数据；若聚簇索引查询同样命中 AHI，则直接返回目标数据页的记录指针，此时就可以根据记录指针直接定位数据页。

日志缓冲（Log Buffer）

InnoDB使用Log Buffer 来缓冲日志文件的写入操作。内存写入加上日志文件顺序写的特点，使得InnoDB日志写入性能极高。

这种将分散操作改为批量操作的优化方式将增加数据丢失的风险。

磁盘文件之表空间

在磁盘中，InnoDB将所有数据都逻辑地存放在一个空间中，称为表空间(Tablespace)。表空间由段(Segment) 、区(extent) 、页(Page)组成。

• 开启独立表空间innodb_file_per_table=1，每张表的数据都会存储到一个独立表空间，即表名.ibd文件
• 关闭独占表空间innodb_file_per_table=0，则所有基于InnoDB存储引擎的表数据都会记录到系统表空间，即ibdata1文件

表空间是 InnoDB 物理存储中的最高层，目前的表空间类别包括：

• 系统表空间（System Tablespace）
• 独立表空间（File-per-table Tablespace）
• 通用表空间（General Tablespace）
• 回滚表空间（Undo Tablespace）
• 临时表空间（The Temporary Tablespace）

磁盘文件之存储结构

内存数据落盘