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数据库的存储引擎
存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式
数据库系统管理的核心组件之一，负责数据的存储、检索和管理。它决定了数据如何存储在磁盘上，如何被索引，如何支持事务和并发操作等。不同的存储引擎有不同的设计目标和优化方向，适应于不同的应用场景，
存储引擎的核心功能：
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数据存储：
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定义数据的物理存储格式（如行存储、列存储）。
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管理数据在磁盘上的分布（如页、块、文件）。
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数据检索：
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提供高效的索引结构（如B+Tree、LSM-Tree）。
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支持快速查询和数据过滤。
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事务管理：
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实现ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）。
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提供事务的提交、回滚和隔离级别控制。
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并发控制：
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处理多用户并发访问（如锁机制、MVCC多版本并发控制）。
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避免数据竞争和一致性问题。
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故障恢复：
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通过日志（如Redo Log、Undo Log）实现崩溃恢复。
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保证数据的持久性和一致性。
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二、存储引擎的分类
根据设计目标和适用场景，存储引擎可以分为以下几类：
1. 按存储格式
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行式存储引擎：
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特点：将整行数据存储在一起，适合OLTP（在线事务处理）。
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代表：MySQL InnoDB、PostgreSQL。
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列式存储引擎：
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特点：将每列数据存储在一起，适合OLAP（在线分析处理）。
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代表：ClickHouse、Apache Parquet。
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2. 按索引结构
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B+Tree引擎：
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特点：支持高效的范围查询和点查询，适合读多写少场景。
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代表：MySQL InnoDB。
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LSM-Tree引擎：
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特点：写优化，适合写多读少场景。
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代表：RocksDB、Cassandra。
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3. 按数据位置
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磁盘存储引擎：
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特点：数据持久化到磁盘，适合大规模数据存储。
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代表：MySQL InnoDB、RocksDB。
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内存存储引擎：
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特点：数据存储在内存中，适合高性能缓存和实时计算。
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代表：Redis、MemSQL。
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三、常见存储引擎对比
以下是几种常见存储引擎的对比：
| 存储引擎 | 代表数据库 | 索引结构 | 事务支持 | 适用场景 | 特点 |
|---|---|---|---|---|---|
| InnoDB | MySQL | B+Tree | 支持 | OLTP | 支持ACID，行级锁，MVCC |
| MyISAM | MySQL | B+Tree | 不支持 | 读密集型 | 表级锁，不支持事务 |
| RocksDB | MySQL (MyRocks) | LSM-Tree | 支持 | 写密集型 | 高写入吞吐，压缩率高 |
| LevelDB | LSM-Tree | 不支持 | 嵌入式存储 | 简单高效，适合小规模数据 | |
| TokuDB | MySQL | Fractal Tree | 支持 | 大数据量 | 高压缩比，适合归档数据 |
| Aria | MariaDB | B+Tree | 支持 | 轻量级OLTP | 支持崩溃恢复，适合小型应用 |
四、存储引擎的工作原理
1. 数据存储
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页结构：
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数据按页（Page）存储，通常大小为16KB。
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页中包含页头、行数据、页尾等信息。
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文件组织：
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数据文件（如InnoDB的.ibd文件）由多个页组成。
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索引文件和数据文件可能分离或合并。
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2. 索引结构
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B+Tree：
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非叶子节点存储键值，叶子节点存储数据。
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支持高效的范围查询和点查询。
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LSM-Tree：
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数据先写入内存（MemTable），再刷入磁盘（SSTable）。
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通过Compaction合并磁盘文件。
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3. 事务与并发
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Redo Log：
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记录事务的物理修改，用于崩溃恢复。
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Undo Log：
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记录事务的逻辑修改，用于回滚和MVCC。
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MVCC：
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多版本并发控制，通过版本链实现非阻塞读。
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五、存储引擎的选择
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OLTP场景：
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需要高并发、强一致性。
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推荐：InnoDB、PostgreSQL。
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OLAP场景：
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需要高性能分析查询。
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推荐：ClickHouse、Apache Parquet。
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写密集型场景：
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需要高写入吞吐。
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推荐：RocksDB、Cassandra。
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缓存场景：
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需要低延迟访问。
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推荐：Redis、Memcached。
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如何使用数据库的存储引擎
如何查看数据库的存储引擎
show engines建表时指定存储引擎
create table 表名{
字段1 字段1类型 [comment 字段1注释]
...
字段2 字段2类型 [comment 字段2注释]
}engine = innodb[comment 表注释]数据库（以mysql为例），我查询建表语句（会默认存储引擎）一般默认为InnoDB
存储引擎的选择
InnoDB: 是Mysql的默认存储引擎，支持事务、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之外，还包含很多的更新、删除操
作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。
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，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。
MEMORY：将所有数据保存在内存中，访问速度快，通常用于临时表及缓存。MEMORY的缺陷就是
对表的大小有限制，太大的表无法缓存在内存中，而且无法保障数据的安全性。