【MySQL】MySQL数据存储机制之存储引擎
目录
1.如何理解存储引擎？
2.MySQL 提供的存储引擎
3.存储引擎的功能特性
（1）存储介质
（2）事务处理能力
（3）锁定
（4）备份和恢复
（5）优化
（6）外键的引用完整性
（7）全文本搜索
（8）空间数据
1.如何理解存储引擎？
存储引擎是MySQL 中负责数据存储和检索的服务器组件，它充当了不同表类型的处理程序。
存储引擎的主要任务包括：
- 数据存储：将数据存储在磁盘或内存中；支持不同的存储格式（如 InnoDB 的表空间、MyISAM 的文件分离）。
- 数据检索：提供高效的索引机制（如 B+ 树、哈希索引）；支持快速的行操作（如插入、更新、删除）。
- 事务和并发控制：支持事务（如 InnoDB）或提供简单的锁机制（如 MyISAM）。
- 优化：提供行级优化（如 InnoDB 的 MVCC）和索引优化。
表的存储引擎通常不会影响SQL层的操作，通常，SQL层解析所有有效的SQL语句，存储层处理SQL层下发的行操作（如读取、写入、更新）。这种分层设计使得 MySQL 可以支持多种存储引擎，同时保持 SQL 层的统一性。
SQL 语句是独立于存储引擎的，除了以下语句：
- CREATE TABLE 有一个ENGINE 选项，指定每个表使用哪个存储引擎。
- ALTER TABLE 有一个ENGINE 选项，可以将表转换为使用不同的存储引擎。
某些功能仅在某些存储引擎中可用：
- 仅InnoDB 和NDB 支持：外键 和 事务控制操作，如COMMIT 和ROLLBACK
- 只有InnoDB 和MyISAM 支持全文索引
2.MySQL 提供的存储引擎
- InnoDB（默认的内置存储引擎）
- MyISAM (常用在旧的系统中)
- MEMORY
- ARCHIVE
- BLACKHOLE
- MERGE
- CSV
- FEDERATED (默认被禁用)
- NDBCLUSTER (在MySQL Cluster 发行版中可用)
3.存储引擎的功能特性
（1）存储介质
存储引擎支持不同的存储介质，以适应不同的应用场景：
磁盘：大数据量、数据持久化存储。
内存：Memory 存储引擎将数据存储在内存中，读写速度极快。适合临时数据或缓存数据，但数据库重启后数据会丢失。
网络数据节点：分布式存储引擎（如 NDB）将数据存储在多个网络节点上。适合分布式系统和高可用性场景。
空 (BLACKHOLE)：不存储任何数据，所有写入操作都会被丢弃。适合数据复制或测试场景。
（2）事务处理能力
多语句事务：支持事务的存储引擎（如 InnoDB）允许将多个 SQL 语句作为一个事务执行。事务可以提交（Commit）或回滚（Rollback）。
隔离级别：支持不同的事务隔离级别（如读未提交、读已提交、可重复读、串行化）。隔离级别决定了事务之间的可见性和并发性能。
（3）锁定
锁定机制用于管理并发访问。
锁定粒度：
表级锁：锁定整个表（如 MyISAM）。
行级锁：锁定单行数据（如 InnoDB）。
更细粒度的锁可以提高并发性能。
多版本并发控制（MVCC）：
MVCC 通过保存数据的多个版本来实现非阻塞读操作。适合高并发读写的场景（如 InnoDB）。
（4）备份和恢复
存储引擎的备份和恢复机制因复杂性不同而有所差异。
复杂存储引擎（如 InnoDB、NDB）：在内部保持数据一致性，支持热备份和崩溃恢复。备份文件可能不包含数据库的一致快照，需要通过日志（如 Redo Log、Undo Log）恢复。
Q：什么是热备份？
A：在数据库运行期间进行备份，不需要停止服务。
Q：如何理解备份文件可能不包含数据库的一致快照？
A：复杂存储引擎的备份文件可能不是数据库在某一时刻的完整、一致的状态。这是因为备份过程中数据库可能仍在运行，数据可能正在被修改。
简单存储引擎（如 MyISAM）：文件系统备份可以直接复制数据文件（如 .MYD 和 .MYI）。由于缺乏事务支持，备份文件与数据库状态一致。
（5）优化
存储引擎通过使用索引（使用 B+ 树、哈希等索引结构加速查询）、缓冲区（通过批量写入和延迟写入磁盘，优化写操作，提高磁盘性能。）和内存（将热点数据加载到内存中，减少磁盘 I/O）来优化性能。
（6）外键的引用完整性
- 支持外键的存储引擎（如 InnoDB）可以保证数据的引用完整性。
- 外键约束确保关联表之间的数据一致性。
（7）全文本搜索
持全文本搜索的存储引擎（如 InnoDB、MyISAM）可以高效地处理文本数据的搜索。全文本索引支持关键词搜索、模糊匹配等功能。
（8）空间数据
支持空间数据的存储引擎（如 InnoDB、MyISAM）可以存储和查询地理空间数据（如点、线、面）。空间索引（如 R 树）用于加速空间查询。