MySQL的Innodb和myisam储存引擎（持续更新）

MySQL存储引擎的问题一直在面试的中频繁出现，理解MySQL的存储引擎的工作原理有助于在使用MySQL的过程中对查询原理理解更加深刻。

innodb：目前MySQL的默认存储引擎，也是使用最为广泛的存储引擎，特点：

• 支持事务，支持外键，一致性非锁定读，行级锁的设定

  • 事务：一组原子性的操作，这组操作要么全部发生并完成，要么全部都不发生。事务把数据库从一种一致性状态转换为另一种一致性状态。
    • 事务的特性：事务具有ACID四种特性，即原子性、一致性、隔离性、持久性
      • 原子性（A）：只一个不可分割的操作，要么全部正确执行，要么全部都不执行。
      • 一致性（C）： 指事务从开始到结束后，数据库的完整性约束没有被破坏。
        • 完整性约束：用于确定关系型数据库里面数据的完整性和一致性。
      • 隔离性（I）：每个读写事务之间是分开的，在事务提交前对其他事务是不可见的。
      • 持久性（D）：指事务一旦提交，其改变结果就是永久性的，即使宕机也能恢复。
  • 外键：用于与其他表建立连接，一个表的外键有可能是另外一个表的主键，所以在删除时需要做一下确认。
  • 一致性非锁定读：是innodb通过多版本控制的方式读取当前执行时间数据库中的数据，如果被读的数据行被加了排它锁，在读取该行数据时并不会等待数据的释放，而是读取改行的一个快照数据。
  • 行级锁的设定：行锁大幅度提高了多用户并发操作的性能。但是InnoDB的行锁，只是在WHERE的主键是有效的，非主键的WHERE都会锁全表的

• innodb存储引擎采用聚集的方式存储，因此每张表的存储顺序都是按主键的顺序存储的。如果没有为表指定主键，那么innodb会为每一行生成一个6字节的ROWID并以此作为主键。想要理解聚集的存储方式可以参考理解InnoDB的聚集索引。

• innodb存储引擎通过MVCC（多版本并发控制）获得高并发性，并提供了插入缓冲、二次写、自适应hash索引和预读等高性能、高可用功能。

  • MVCC多版本并发控制：提供了一致性读不加锁的重要特性，这样一致性读不会阻塞更新，从而提升了数据库的性能。更多关于MVCC机制可以参考InnoDB的MVCC机制。
  • 插入缓冲：Insert Buffer 用于非聚集索引的插入和更新操作。先判断插入的非聚集索引是否在缓存池中，如果在则直接插入，否则插入到 Insert Buffer 对象里。再以一定的频率进行 Insert Buffer 和辅助索引叶子节点的 merge 操作，将多次插入合并到一个操作中，提高对非聚集索引的插入性能。
    • 使用插入缓冲的两个条件：（1）索引是辅助索引；（2）索引不唯一。如果索引唯一还要去查找索引页进行检查唯一性，就失去了 Insert Buffer 离散插入的性能
  • 二次写：如果数据库发生宕机时，可以通过重做日志对该页进行恢复，但是如果该页本身已经损坏了，进行重做恢复是没有意义的。因此引入了"二次写"方案，提高数据页的稳定性。
  • 自适应哈希（hash）索引：InnoDB 会监控对表上各个索引页的查询，如果观察到通过哈希索引可以带来性能提升，则自动建立哈希索引。自适应哈希索引通过缓存池的 B+ 树页构造而来，因此建立速度很快。
  • 预读机制：就是发起一个I/O请求，异步地在缓冲池中预先回迁若干个页面（预计很快就会需要的页面），这些请求在一个范围内引入所有页面。

• innodb存储引擎默认的隔离级别为重复性读，并采用间歇锁来避免幻读。

  • 隔离级别：SQL标准定义了4类隔离级别，包括了一些具体规则，用来限定事务内外的改变哪些是可见的，哪些是不可见。低级别的隔离级一般支持更高的并发处理，并拥有更低的系统开销。
    • Read Uncommitted（读取未提交内容）
      在该隔离级别，所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少。读取未提交的数据，也被称之为脏读（Dirty Read）。
    • Read Committed（读取提交内容）
      这是大多数数据库系统的默认隔离级别（但不是MySQL默认的）。它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。这种隔离级别也支持所谓的不可重复读（Nonrepeatable Read），因为同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit，所以同一select可能返回不同结果。
    • Repeatable Read（可重读）
      这是MySQL的默认事务隔离级别，它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行。不过理论上，这会导致另一个棘手的问题：幻读Phantom Read）。简单的说，幻读指当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影”行。InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）机制解决了该问题。
    • erializable（可串行化）
      这是最高的隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之，它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争。
    • 这四种隔离级别采取不同的锁类型来实现，若读取的是同一个数据的话，就容易发生问题。例如： 脏读(Drity Read)：某个事务已更新一份数据，另一个事务在此时读取了同一份数据，由于某些原因，前一个RollBack了操作，则后一个事务所读取的数据就会是不正确的。不可重复读(Non-repeatable read):在一个事务的两次查询之中数据不一致，这可能是两次查询过程中间插入了一个事务更新的原有的数据。幻读(Phantom Read):在一个事务的两次查询中数据笔数不一致，例如有一个事务查询了几列(Row)数据，而另一个事务却在此时插入了新的几列数据，先前的事务在接下来的查询中，就会发现有几列数据是它先前所没有的。

myisam：在MySQL 5.1 及之前的版本，MyISAM是默认引擎。MyISAM提供的大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数（GIS）等，但MyISAM并不支持事务以及提供行级锁，并且一个毫无疑问的缺陷是崩溃后无法安全恢复。

• 不支持事务，表级锁的设计，支持全文索引（innodb5.6版本后支持），MyISAM允许没有主键的表存在

  • 表级锁：只支持表级锁，用户在操作myisam表时，select，update，delete，insert语句都会给表自动加锁，如果加锁以后的表满足insert并发的情况下，可以在表的尾部插入新的数据。
  • 全文索引：如果希望通过关键词的匹配来进行查询过滤，那么就需要基于相似度的查询，而不是原来的精确值的比较，全文索引就是为这种场景所设计的

• myisam的存储结构会在磁盘上分我三个文件进行存储，分别是：.frm文件用于保存表格定义；MYD文件用于保存数据；MYI文件用于存储索引