MySQL--引擎介紹MyISAM VS InnoDB

一、引擎簡介

MyISAM是MySQL的默認數據庫引擎(5.5版之前),由早期的ISAM所改良。雖然性能極佳, 但卻有一個缺點:不支持事務處理(transaction)。不過,在這幾年的發展 下,MySQL也導入了InnoDB以強化參考完整性與併發違規處理機制,後來就逐漸取代MyISAM
  

1.1、Innodb引擎

Innodb引擎提供了對數據庫ACID事務的支持,並且實現了SQL標準的四種隔離級別,關於數據庫事務與其隔離級別的內容請見數據庫事務與其隔 離級別這篇文章。該引擎還提供了行級鎖和外鍵約束,它的設計目標是處理大容量數據庫系統,它本身其實就是基於MySQL後臺的完整數據庫系統,MySQL 運行時Innodb會在內存中建立緩衝池,用於緩衝數據和索引。但是該引擎不支持FULLTEXT類型的索引,而且它沒有保存表的行數,當SELECT COUNT(*) FROM TABLE時需要掃描全表。當需要使用數據庫事務時,該引擎當然是首選。由於鎖的粒度更小,寫操作不會鎖定全表,所以在併發較高時,使用Innodb引擎 會提升效率。但是使用行級鎖也不是絕對的,如果在執行一個SQL語句時MySQL不能確定要掃描的範圍,InnoDB表同樣會鎖全表。
   

1.2、MyIASM引擎

MyIASM是MySQL默認的引擎,但是它沒有提供對數據庫事務的支持,也不支持行級鎖和外鍵,因此當INSERT(插入)或UPDATE(更 新)數據時即寫操作需要鎖定整個表,效率便會低一些。不過和Innodb不同,MyIASM中存儲了表的行數,於是SELECT COUNT(*) FROM TABLE時只需要直接讀取已經保存好的值而不需要進行全表掃描。如果表的讀操作遠遠多於寫操作且不需要數據庫事務的支持,那麼MyIASM也是很好的選 擇。
   

二、引擎選擇

大尺寸的數據集趨向於選擇InnoDB引擎,因爲它支持事務處理和故障恢復。數據庫的大小決定了故障恢復的時間長短,InnoDB可以利用事務日誌 進行數據恢復,這會比較快。主鍵查詢在InnoDB引擎下也會相當快,不過需要注意的是如果主鍵太長也會導致性能問題,關於這個問題我會在下文中講到。大 批的INSERT語句(在每個INSERT語句中寫入多行,批量插入)在MyISAM下會快一些,但是UPDATE語句在InnoDB下則會更快一些,尤 其是在併發量大的時候。
   

2.1、Index索引

索引(Index)是幫助MySQL高效獲取數據的數據結構。MyIASM和Innodb都使用了樹這種數據結構做爲索引,關於樹我也曾經寫過一篇 文章樹是一種偉大的數據結構,只是自己的理解,有興趣的朋友可以去閱讀。下面我接着講這兩種引擎使用的索引結構,講到這裏,首先應該談一下B-Tree和 B+Tree。
   

2.1.1、B-Tree和B+Tree

B+Tree是B-Tree的變種,那麼我就先講B-Tree吧,相信大家都知道紅黑樹,這是我前段時間學《算法》一書時,實現的一顆紅黑樹,大家 可以參考。其實紅黑樹類似2,3-查找樹,這種樹既有2叉結點又有3叉結點。B-Tree也與之類似,它的每個結點做多可以有d個分支(叉),d稱爲B- Tree的度,如下圖所示,它的每個結點可以有4個元素,5個分支,於是它的度爲5。B-Tree中的元素是有序的,比如圖中元素7左邊的指針指向的結點 中的元素都小於7,而元素7和16之間的指針指向的結點中的元素都處於7和16之間,正是滿足這樣的關係,才能高效的查找:首先從根節點進行二分查找,找 到就返回對應的值,否則就進入相應的區間結點遞歸的查找,直到找到對應的元素或找到null指針,找到null指針則表示查找失敗。這個查找是十分高效 的,其時間複雜度爲O(logN)(以d爲底,當d很大時,樹的高度就很低),因爲每次檢索最多只需要檢索樹高h個結點。
        
MySQL--引擎介紹MyISAM VS InnoDB

接下來就該講B+Tree了,它是B-Tree的變種,如下面兩張圖所示:

MySQL--引擎介紹MyISAM VS InnoDB
MySQL--引擎介紹MyISAM VS InnoDB
 
從圖中就可以看出,B+Tree的內部結點不存儲數據,只存儲指針,而葉子結點則只存儲數據,不存儲指針。並且在其每個葉子節點上增加了一個指向相 鄰葉子節點的指針,這個優化提高區間訪問的性能,比如在第二張圖中要查詢鍵爲從18到49的所有數據,當找到18後,只需順着節點和指針順序遍歷就可以一 次性訪問到所有數據節點,極大提到了區間查詢效率。
   

2.1.2、MyISAM引擎的索引結構

MyISAM引擎的索引結構爲B+Tree,其中B+Tree的數據域存儲的內容爲實際數據的地址,也就是說它的索引和實際的數據是分開的,只不過是用索引指向了實際的數據,這種索引就是所謂的非聚集索引。
  

2.1.3、Innodb引擎的索引結構

MyISAM引擎的索引結構同樣也是B+Tree,但是Innodb的索引文件本身就是數據文件,即B+Tree的數據域存儲的就是實際的數據,這種索引就是聚集索引。這個索引的key就是數據表的主鍵,因此InnoDB表數據文件本身就是主索引。因爲InnoDB的數據文件本身要按主鍵聚集,所以InnoDB要求表必須有主鍵(MyISAM可以沒有),如果沒有顯式指定,則MySQL系統會 自動選擇一個可以唯一標識數據記錄的列作爲主鍵,如果不存在這種列,則MySQL自動爲InnoDB表生成一個隱含字段作爲主鍵,這個字段長度爲6個字 節,類型爲長×××。並且和MyISAM不同,InnoDB的輔助索引數據域存儲的也是相應記錄主鍵的值而不是地址,所以當以輔助索引查找時,會先根據輔助索引找到主 鍵,再根據主鍵索引找到實際的數據。所以Innodb不建議使用過長的主鍵,否則會使輔助索引變得過大。建議使用自增的字段作爲主鍵,這樣B+Tree的 每一個結點都會被順序的填滿,而不會頻繁的分裂調整,會有效的提升插入數據的效率。
  

2.2、MyISAM與InnoDB的區別是什麼?

2.2.1、 存儲結構

MyISAM:每個MyISAM在磁盤上存儲成三個文件。第一個文件的名字以表的名字開始,擴展名指出文件類型。.frm文件存儲表定義。數據文件的擴展名爲.MYD (MYData)。索引文件的擴展名是.MYI (MYIndex)。
    InnoDB:所有的表都保存在同一個數據文件中(也可能是多個文件,或者是獨立的表空間文件),InnoDB表的大小隻受限於操作系統文件的大小,一般爲2GB。
  

2.2.2、 存儲空間

MyISAM:可被壓縮,存儲空間較小。支持三種不同的存儲格式:靜態表(默認,但是注意數據末尾不能有空格,會被去掉)、動態表、壓縮表。
InnoDB:需要更多的內存和存儲,它會在主內存中建立其專用的緩衝池用於高速緩衝數據和索引。
  

2.2.3、 可移植性、備份及恢復

MyISAM:數據是以文件的形式存儲,所以在跨平臺的數據轉移中會很方便。在備份和恢復時可單獨針對某個表進行操作。
InnoDB:免費的方案可以是拷貝數據文件、備份 binlog,或者用 mysqldump,在數據量達到幾十G的時候就相對痛苦了。
  

2.2.4、 事務支持

MyISAM:強調的是性能,每次查詢具有原子性,其執行數度比InnoDB類型更快,但是不提供事務支持。
InnoDB:提供事務支持事務,外部鍵等高級數據庫功能。 具有事務(commit)、回滾(rollback)和崩潰修復能力(crash recovery capabilities)的事務安全(transaction-safe (ACID compliant))型表。
  

2.2.5、 AUTO_INCREMENT

MyISAM:可以和其他字段一起建立聯合索引。引擎的自動增長列必須是索引,如果是組合索引,自動增長可以不是第一列,他可以根據前面幾列進行排序後遞增。
InnoDB:InnoDB中必須包含只有該字段的索引。引擎的自動增長列必須是索引,如果是組合索引也必須是組合索引的第一列。
  

2.2.6、 表鎖差異

 MyISAM:只支持表級鎖,用戶在操作myisam表時,select,update,delete,insert語句都會給表自動加鎖,如果加鎖以後的表滿足insert併發的情況下,可以在表的尾部插入新的數據。
InnoDB:支持事務和行級鎖,是innodb的最大特色。行鎖大幅度提高了多用戶併發操作的新能。但是InnoDB的行鎖,只是在WHERE的主鍵是有效的,非主鍵的WHERE都會鎖全表的。
  

2.2.7、 全文索引

 MyISAM:支持 FULLTEXT類型的全文索引
 InnoDB:不支持FULLTEXT類型的全文索引,但是innodb可以使用sphinx插件支持全文索引,並且效果更好。
  

2.2.8、 表主鍵

MyISAM:允許沒有任何索引和主鍵的表存在,索引都是保存行的地址。
InnoDB:如果沒有設定主鍵或者非空唯一索引,就會自動生成一個6字節的主鍵(用戶不可見),數據是主索引的一部分,附加索引保存的是主索引的值。
 

2.2.9、 表的具體行數

MyISAM:保存有表的總行數,如果select count() from table;會直接取出出該值。
    InnoDB:沒有保存表的總行數,如果使用select count(
) from table;就會遍歷整個表,消耗相當大,但是在加了wehre條件後,myisam和innodb處理的方式都一樣。
 

2.2.10、 CURD操作

MyISAM:如果執行大量的SELECT,MyISAM是更好的選擇。
InnoDB:如果你的數據執行大量的INSERT或UPDATE,出於性能方面的考慮,應該使用InnoDB表。DELETE 從性能上InnoDB更優,但DELETE FROM table時,InnoDB不會重新建立表,而是一行一行的刪除,在innodb上如果要清空保存有大量數據的表,最好使用truncate table這個命令。
 

2.2.11、 外鍵

MyISAM:不支持
InnoDB:支持
 
通過上述的分析,基本上可以考慮使用InnoDB來替代MyISAM引擎了,原因是InnoDB自身很多良好的特點,比如事務支持、存儲 過程、視圖、行級鎖定等等,在併發很多的情況下,相信InnoDB的表現肯定要比MyISAM強很多。另外,任何一種表都不是萬能的,只用恰當的針對業務 類型來選擇合適的表類型,才能最大的發揮MySQL的性能優勢。如果不是很複雜的Web應用,非關鍵應用,還是可以繼續考慮MyISAM的,這個具體情況 可以自己斟酌。

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