MySql優化之體系結構及存儲引擎的示例分析

2024-07-24 12:33:58

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　　這篇文章給大家分享的是有關MySql優化之體系結構及存儲引擎的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

　　一、MySQL結構體系
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　　總體上，我們可以把 MySQL 分成三層，分層再詳細一點的話可以將存儲引擎層再分為引擎層和存儲層：

　　連接層
　　最上層是一些客戶端和鏈接服務，包含本地sock 通信和大多數基于客戶端/服務端工具實現的類似于 TCP/IP的通信。主要完成一些類似于連接處理、授權認證、及相關的安全方案。在該層上引入了線程池的概念，為通過認證安全接入的客戶端提供線程。同樣在該層上可以實現基于SSL的安全鏈接。服務器也會為安全接入的每個客戶端驗證它所具有的操作權限。

　　服務層
　　第二層架構主要完成大多數的核心服務功能，如SQL接口，并完成緩存的查詢，SQL的分析和優化，部分內置函數的執行。所有跨存儲引擎的功能也在這一層實現，如過程、函數等。在該層，服務器會解析查詢并創建相應的內部解析樹，并對其完成相應的優化如確定表的查詢的順序，是否利用索引等，最后生成相應的執行操作。如果是select語句，服務器還會查詢內部的緩存，如果緩存空間足夠大，這樣在解決大量讀操作的環境中能夠很好的提升系統的性能。

　　引擎層
　　存儲引擎層，存儲引擎真正的負責了MySQL中數據的存儲和提取，服務器通過API和存儲引擎進行通信。不同的存儲引擎具有不同的功能，這樣我們可以根據自己的需要，來選取合適的存儲引擎。

　　存儲層
　　數據存儲層，主要是將數據存儲在文件系統之上，并完成與存儲引擎的交互。和其他數據庫相比，MySQL有點與眾不同，它的架構可以在多種不同場景中應用并發揮良好作用。主要體現在存儲引擎上，插件式的存儲引擎架構，將查詢處理和其他的系統任務以及數據的存儲提取分離。這種架構可以根據業務的需求和實際需要選擇合適的存儲引擎。

　　二、MySQL Server組成部分
　　MySQL結構各層又由一個或數個部分構成：

　　連接層組成部分

　　Connectors：交互接口

　　MySQL向外提供的交互組件，如java,.net,php等語言可以通過該組件來操作SQL語句，實現與SQL的交互

　　服務層組成部分

　　Connection Pool : 連接池組件
　　用于管理、緩沖用戶的連接，線程處理等需要緩存的需求

　　Management Services & Utilities : 管理服務和工具組件
　　用于系統管理和控制工具，例如備份恢復、Mysql復制、集群、安全管理等

　　SQL Interface : SQL接口組件
　　用于接受用戶的SQL命令，如DML,DDL和存儲過程等，并將最終結果返回給用戶

　　Parser : 查詢分析器組件
　　SQL命令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析，首先分析SQL命令語法的合法性，并嘗試將SQL命令分解成數據結構，若分解失敗，則提示SQL語句不合理

　　Optimizer : 優化器組件
　　SQL語句在查詢之前會使用查詢優化器對查詢進行優化。
　　如：select id,name from user where age = 20;

　　這個select 查詢先根據 where 語句進行選取，而不是先將表全部查詢出來以后再進行age過濾
　　這個select查詢先根據id和name進行屬性投影，而不是將屬性全部取出以后再進行過濾
　　將這兩個查詢條件聯接起來生成最終查詢結果
　　Caches & Buffers : 緩沖池組件
　　如果查詢緩存有命中的查詢結果，查詢語句就可以直接去查詢緩存中取數據。這個緩存機制是由一系列小緩存組成的。比如表緩存，記錄緩存，key緩存，權限緩存等

　　引擎層組成部分

　　Pluggable Storage Engines : 存儲引擎
　　存儲引擎就是存儲數據，建立索引，更新查詢數據等等技術的實現方式。存儲引擎是基于表的，而不是基于庫的。所以存儲引擎也可被稱為表類型。對于表的創建，數據的存儲，檢索，更新等都是由MySQL存儲引擎完成的，這也是MySQL存儲引擎在MySQL中扮演的重要角色。

　　MYSQL提供了插件式的存儲引擎架構，所以用戶可以根據不同的需求為數據表選擇不同的存儲引擎，用戶也可以根據自己的需要編寫自己的存儲引擎，或者編寫存儲引擎。甚至一個庫中不同的表使用不同的存儲引擎，這些都是允許的。

　　存儲層組成部分

　　File System : 文件系統

　　用于實際存儲MySQL 數據庫文件和一些日志文件等的系統。常見的如Linux、Windows等。

　　三、存儲引擎

　　在 MySQL 5.5 版本之前，默認的存儲引擎是 MyISAM，它是 MySQL 自帶的。 5.5 版本之后默認的存儲引擎改成了InnoDB，它是第三方公司為MySQL開發的。為什么要改呢？

　　最主要的原因還是InnoDB支持事務，支持行級別的鎖，對于業務一致性要求高的場景來說更適合。

　　不同存儲引擎建表語句：

　　CREATE TABLE `user_innodb` (
　　 `id` int(11) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
　　 `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
　　 `gender` tinyint(1) DEFAULT NULL,
　　 `phone` varchar(11) DEFAULT NULL
　　) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

　　CREATE TABLE `user_myisam` (
　　 `id` int(11) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
　　 `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
　　 `gender` tinyint(1) DEFAULT NULL,
　　 `phone` varchar(11) DEFAULT NULL
　　) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

　　CREATE TABLE `user_memory` (
　　 `id` int(11) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
　　 `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
　　 `gender` tinyint(1) DEFAULT NULL,
　　 `phone` varchar(11) DEFAULT NULL
　　) ENGINE=MEMORY DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

　　CREATE TABLE `user_archive` (
　　 `id` int(11) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
　　 `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
　　 `gender` tinyint(1) DEFAULT NULL,
　　 `phone` varchar(11) DEFAULT NULL
　　) ENGINE=Archive DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

　　CREATE TABLE `user_csv` (
　　 `id` int(11) NOT NULL,
　　 `name` varchar(255) NOT NULL,
　　 `gender` tinyint(1) NOT NULL,
　　 `phone` varchar(11) NOT NULL
　　) ENGINE=CSV DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
　　InnoDB
　　InnoDB存儲引擎是如今MySQL的默認存儲引擎。InnoDB存儲引擎提供了具有提交、回滾、崩潰恢復能力的事務安全。但是對比MyISAM的存儲引擎，InnoDB寫的處理效率差一些，并且會占用更多的磁盤空間以保留數據和索引。

　　InnoDB存儲引擎不同于其他存儲引擎的特點：

　　事務控制
　　外鍵約束
　　InnoDB 存儲表和索引有以下兩種方式：

　　使用共享表空間存儲，這種方式創建的表的表結構保存在.frm文件中，數據和索引保存在 innodb_data_home_dir 和 innodb_data_file_path定義的表空間中，可以是多個文件。
　　使用多表空間存儲，這種方式創建的表的表結構仍然存在 .frm文件中，但是每個表的數據和索引單獨保存在 .ibd 中。
　　InnoDB 適合的使用環境：
　　InnoDB 是MySQL的默認存儲引擎，用于事務處理應用程序，支持外鍵。如果應用對事務的完整性有比較高的要求，在并發條件下要求數據的一致性，數據操作除了插入和查詢意外，還包含很多的更新、刪除操作，那么InnoDB存儲引擎是比較合適的選擇。

　　InnoDB存儲引擎除了有效的降低由于刪除和更新導致的鎖定，還可以確保事務的完整提交和回滾，對于類似于計費系統或者財務系統等對數據準確性要求比較高的系統，InnoDB是最合適的選擇。

　　MyISAM
　　MyISAM 不支持事務、也不支持外鍵，其優勢是訪問的速度快，對事務的完整性沒有要求或者以SELECT、INSERT為主的應用基本上都可以使用這個引擎來創建表。

　　有以下兩個比較重要的特點：

　　不支持事務
　　文件存儲方式
　　每個MyISAM在磁盤上存儲成3個文件，其文件名都和表名相同，但拓展名分別是：

　　.frm (存儲表定義)；
　　.MYD(MYData ,存儲數據)；
　　.MYI(MYIndex , 存儲索引)；
　　MyISAM 適合的使用環境：
　　如果應用是以讀操作和插入操作為主，只有很少的更新和刪除操作，并且對事務的完整性、并發性要求不是很高，那么選擇這個存儲引擎是非常合適的。

　　MEMORY
　　Memory存儲引擎將表的數據存放在內存中。每個MEMORY表實際對應一個磁盤文件，格式是.frm ，該文件中只存儲表的結構，而其數據文件，都是存儲在內存中，這樣有利于數據的快速處理，提高整個表的效率。

　　MEMORY類型的表訪問非常地快，因為他的數據是存放在內存中的，并且默認使用HASH索引，但是服務一旦關閉，表中的數據就會丟失。

　　MEMORY 適合的使用環境：
　　將所有數據保存在RAM中，在需要快速定位記錄和其他類似數據環境下，可以提供幾塊的訪問。

　　MEMORY的缺陷就是對表的大小有限制，太大的表無法緩存在內存中，其次是要確保表的數據可以恢復，數據庫異常終止后表中的數據是可以恢復的。MEMORY表通常用于更新不太頻繁的小表，用以快速得到訪問結果。

　　MERGE
　　MERGE存儲引擎是一組MyISAM表的組合，這些MyISAM表必須結構完全相同，MERGE表本身并沒有存儲數據，對MERGE類型的表可以進行查詢、更新、刪除操作，這些操作實際上是對內部的MyISAM表進行的。

　　對于MERGE類型表的插入操作，是通過INSERT_METHOD子句定義插入的表，可以有3個不同的值，使用FIRST 或 LAST 值使得插入操作被相應地作用在第一或者最后一個表上，不定義這個子句或者定義為NO，表示不能對這個MERGE表執行插入操作。

　　可以對MERGE表進行DROP操作，但是這個操作只是刪除MERGE表的定義，對內部的表是沒有任何影響的。

　　MERGE 適合的使用環境：
　　用于將一系列等同的MyISAM表以邏輯方式組合在一起，并作為一個對象引用他們。

　　MERGE表的優點在于可以突破對單個MyISAM表的大小限制，并且通過將不同的表分布在多個磁盤上，可以有效的改善MERGE表的訪問效率。這對于存儲諸如數據倉儲等VLDB環境十分合適。

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（編輯：武林網）

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