MySQL体系结构

连接层

最上层是一些客户端和链接服务，包含本地sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于TCP/IP的通信。主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。

服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序，是否利用索引等，最后生成相应的执行操作。如果是select语句，服务器还会查询内部的缓存，如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

引擎层

存储引擎层， 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。数据库中的索引是在存储引擎层实现的。

存储层

数据存储层， 主要是将数据(如: redolog、undolog、数据、索引、二进制日志、错误日志、查询日志、慢查询日志等)存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

和其他数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要体现在存储引擎上，插件式的存储引擎架构，将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

存储引擎介绍

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 。存储引擎是基于表的，而不是基于库的，所以存储引擎也可被称为表类型。我们可以在创建表的时候，来指定选择的存储引擎，如果没有指定将自动选择默认的存储引擎。

查询当前数据库支持的存储引擎

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 ] ,
	...
) engine = InnoDB|MyISAM|MEMORY [ COMMENT 表注释 ];

查询建表语句

show create table 表名;
/*案例*/
show create table employee;
/*输出*/
CREATE TABLE `employee` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
  `name` varchar(50) NOT NULL COMMENT '姓名',
  `age` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '年龄',
  `job` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '职位',
  `salary` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '薪资',
  `entrydate` date DEFAULT NULL COMMENT '入职时间',
  `managerid` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '直属领导ID',
  `department_id` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '部门ID',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `fk_emp_dept_id` (`department_id`),
  CONSTRAINT `fk_emp_dept_id` FOREIGN KEY (`department_id`) REFERENCES `department` (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=18 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='员工表'
/*我们可以看到，创建表时，即使我们没有指定存储疫情，数据库也会自动选择默认的存储引擎。*/

存储引擎特点

上面我们介绍了什么是存储引擎，以及如何在建表时如何指定存储引擎，接下来我们就来介绍下来上面重点提到的三种存储引擎 InnoDB、MyISAM、Memory的特点。

InnoDB

• 介绍
  • InnoDB是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎，在 MySQL5.5之后，InnoDB是默认的MySQL存储引擎。
• 特点
  • DML操作遵循ACID模型，支持事务；
  • 行级锁，提高并发访问性能；
  • 支持外键FOREIGN KEY约束，保证数据的完整性和正确性；
• 文件
  • xxx.ibd：xxx代表的是表名，innoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件，存储该表的表结构（frm-早期的 、sdi-新版的）、数据和索引。
  • 参数：innodb_file_per_table。如果该参数开启，代表对于InnoDB引擎的表，每一张表都对应一个ibd文件。

    show variables like 'innodb_file_per_table';
    

    比如：我们有一张表account，就有这样的一个account.ibd文件，而在这个ibd文件中不仅存放表结构、数据，还会存放该表对应的索引信息。 而该文件是基于二进制存储的，不能直接基于记事本打开，我们可以使用mysql提供的一个指令 ibd2sdi ，通过该指令就可以从ibd文件中提取sdi信息，而sdi数据字典信息中就包含该表的表结构。
    
• 逻辑存储结构
  
  • 表空间 : InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层，ibd文件其实就是表空间文件，在表空间中可以包含多个Segment段。
  • 段 : 表空间是由各个段组成的， 常见的段有数据段、索引段、回滚段等。InnoDB中对于段的管理，都是引擎自身完成，不需要人为对其控制，一个段中包含多个区。
  • 区 : 区是表空间的单元结构，每个区的大小为1M。 默认情况下，InnoDB存储引擎页大小为16K， 即一个区中一共有64个连续的页。
  • 页 : 页是组成区的最小单元，页也是InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元，每个页的大小默认为 16KB。为了保证页的连续性，InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请 4-5 个区。
  • 行 : InnoDB 存储引擎是面向行的，也就是说数据是按行进行存放的，在每一行中除了定义表时所指定的字段以外，还包含两个隐藏字段。

MyISAM

• 介绍
  • MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。
• 特点
  • 不支持事务，不支持外键
  • 支持表锁，不支持行锁
  • 访问速度快
• 文件
  • xxx.sdi：存储表结构信息
  • xxx.MYD: 存储数据
  • xxx.MYI: 存储索引

Memory

• 介绍
  • Memory引擎的表数据时存储在内存中的，由于受到硬件问题、或断电问题的影响，只能将这些表作为临时表或缓存使用。
• 特点
  • 内存存放
  • hash索引（默认）
• 文件
  • xxx.sdi：存储表结构信息

区别及特点

面试题:

InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别 ?

• InnoDB引擎, 支持事务, 而MyISAM不支持。
• InnoDB引擎, 支持行锁和表锁, 而MyISAM仅支持表锁, 不支持行锁。
• InnoDB引擎, 支持外键, 而MyISAM是不支持的。
  主要是上述三点区别，当然也可以从索引结构、存储限制等方面，更加深入的回答。

存储引擎选择

在选择存储引擎时，应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统，还可以根据实际情况选择多种存储引擎进行组合。

• 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。（mongodb数据库代替）
• 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。（redis数据库代替）