存儲引擎概念

MySQL中的數(shù)據(jù)用各種不同的技術(shù)存儲在文件（或者內(nèi)存）中。這些技術(shù)中的每一種技術(shù)都使用不同的存儲機(jī)制、索引技巧、鎖定水平并且最終提供廣泛的不同的功能和能力。通過選擇不同的技術(shù)，你能夠獲得額外的速度或者功能，從而改善你的應(yīng)用的整體功能。

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存儲引擎主要有： 1. MyIsam , 2. InnoDB, 3. Memory, 4. Archive, 5. Federated 。

InnoDB（B+樹）

InnoDB 底層存儲結(jié)構(gòu)為B+樹， B樹的每個節(jié)點對應(yīng)innodb的一個page，page大小是固定的，一般設(shè)為 16k。其中非葉子節(jié)點只有鍵值，葉子節(jié)點包含完成數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫：存儲引擎+InnoDB+TokuDB+ MyIASM +Memory+索引+三范式等
適用場景：

1）經(jīng)常更新的表，適合處理多重并發(fā)的更新請求。

2）支持事務(wù)。

3）可以從災(zāi)難中恢復(fù)（通過 bin-log 日志等）。

4）外鍵約束。只有他支持外鍵。

5）支持自動增加列屬性 auto_increment。

TokuDB（Fractal Tree-節(jié)點帶數(shù)據(jù)）

TokuDB 底層存儲結(jié)構(gòu)為 Fractal Tree,Fractal Tree 的結(jié)構(gòu)與 B+樹有些類似, 在 Fractal Tree中，每一個 child 指針除了需要指向一個 child 節(jié)點外，還會帶有一個 Message Buffer ，這個Message Buffer 是一個 FIFO 的隊列，用來緩存更新操作。
例如，一次插入操作只需要落在某節(jié)點的 Message Buffer 就可以馬上返回了，并不需要搜索到葉子節(jié)點。這些緩存的更新會在查詢時或后臺異步合并應(yīng)用到對應(yīng)的節(jié)點中。

數(shù)據(jù)庫：存儲引擎+InnoDB+TokuDB+ MyIASM +Memory+索引+三范式等
TokuDB 在線添加索引，不影響讀寫操作, 非?？斓膶懭胄阅?， Fractal-tree 在事務(wù)實現(xiàn)上有優(yōu)勢。 他主要適用于訪問頻率不高的數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)歸檔。

MyIASM

MyIASM是 MySQL默認(rèn)的引擎，但是它沒有提供對數(shù)據(jù)庫事務(wù)的支持，也不支持行級鎖和外鍵，因此當(dāng) INSERT(插入)或 UPDATE(更新)數(shù)據(jù)時即寫操作需要鎖定整個表，效率便會低一些。

ISAM 執(zhí)行讀取操作的速度很快，而且不占用大量的內(nèi)存和存儲資源。在設(shè)計之初就預(yù)想數(shù)據(jù)組織成有固定長度的記錄，按順序存儲的。

---ISAM 是一種靜態(tài)索引結(jié)構(gòu)，缺點是它不 支持事務(wù)處理。

Memory

Memory（也叫 HEAP）堆內(nèi)存：使用存在內(nèi)存中的內(nèi)容來創(chuàng)建表。每個 MEMORY 表只實際對應(yīng)一個磁盤文件。MEMORY 類型的表訪問非常得快，因為它的數(shù)據(jù)是放在內(nèi)存中的，并且默認(rèn)使用HASH 索引。但是一旦服務(wù)關(guān)閉，表中的數(shù)據(jù)就會丟失掉。 Memory 同時支持散列索引和 B 樹索引，B樹索引可以使用部分查詢和通配查詢，也可以使用<,>和>=等操作符方便數(shù)據(jù)挖掘，散列索引相等的比較快但是對于范圍的比較慢很多。

索引
索引（Index）是幫助 MySQL 高效獲取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。常見的查詢算法,順序查找,二分查找,二叉排序樹查找,哈希散列法,分塊查找,平衡多路搜索樹 B 樹（B-tree）

常見索引原則

1.選擇唯一性索引

唯一性索引的值是唯一的，可以更快速的通過該索引來確定某條記錄。

2.為經(jīng)常需要排序、分組和聯(lián)合操作的字段建立索引：

3．為常作為查詢條件的字段建立索引。

4．限制索引的數(shù)目：

越多的索引，會使更新表變得很浪費(fèi)時間。

5.盡量使用數(shù)據(jù)量少的索引

如果索引的值很長，那么查詢的速度會受到影響。

6.盡量使用前綴來索引

如果索引字段的值很長，最好使用值的前綴來索引。

7．刪除不再使用或者很少使用的索引

8 . 最左前綴匹配原則，非常重要的原則。

9 . 盡量選擇區(qū)分度高的列作為索引

10.區(qū)分度的公式是表示字段不重復(fù)的比例

11 .索引列不能參與計算，保持列“干凈”：帶函數(shù)的查詢不參與索引。

12 .盡量的擴(kuò)展索引，不要新建索引。

數(shù)據(jù)庫三范式

范式是具有最小冗余的表結(jié)構(gòu)。范式具體如下：

第一范式(1st NF －列都是不可再分)

第一范式的目標(biāo)是確保每列的原子性:如果每列都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單元（也稱為最小的原子單元），則滿足第一范式（1NF）
數(shù)據(jù)庫：存儲引擎+InnoDB+TokuDB+ MyIASM +Memory+索引+三范式等

第二范式(2nd NF－每個表只描述一件事情)

首先滿足第一范式，并且表中非主鍵列不存在對主鍵的部分依賴。 第二范式要求每個表只描述一件事情。

數(shù)據(jù)庫：存儲引擎+InnoDB+TokuDB+ MyIASM +Memory+索引+三范式等
第三范式(3rd NF－ 不存在對非主鍵列的傳遞依賴)

第三范式定義是，滿足第二范式，并且表中的列不存在對非主鍵列的傳遞依賴。除了主鍵訂單編號外，顧客姓名依賴于非主鍵顧客編號。

數(shù)據(jù)庫：存儲引擎+InnoDB+TokuDB+ MyIASM +Memory+索引+三范式等
數(shù)據(jù)庫是事務(wù)

事務(wù)(TRANSACTION)是作為單個邏輯工作單元執(zhí)行的一系列操作，這些操作作為一個整體一起向系統(tǒng)提交，要么都執(zhí)行、要么都不執(zhí)行 。事務(wù)是一個不可分割的工作邏輯單元

事務(wù)必須具備以下四個屬性，簡稱 ACID 屬性：

原子性（Atomicity）

1. 事務(wù)是一個完整的操作。事務(wù)的各步操作是不可分的（原子的）；要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。

一致性（Consistency）

1. 當(dāng)事務(wù)完成時，數(shù)據(jù)必須處于一致狀態(tài)。隔離性（Isolation）

2. 對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改的所有并發(fā)事務(wù)是彼此隔離的，這表明事務(wù)必須是獨(dú)立的，它不應(yīng)以任何方式依賴于或影響其他事務(wù)。

永久性（Durability）

1. 事務(wù)完成后，它對數(shù)據(jù)庫的修改被永久保持，事務(wù)日志能夠保持事務(wù)的永久性。

存儲過程(特定功能的 SQL 語句集)

一組為了完成特定功能的 SQL 語句集，存儲在數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過第一次編譯后再次調(diào)用不需要再次編譯，用戶通過指定存儲過程的名字并給出參數(shù)（如果該存儲過程帶有參數(shù)）來執(zhí)行它。存儲過程是數(shù)據(jù)庫中的一個重要對象。

存儲過程優(yōu)化思路：

1. 盡量利用一些 sql 語句來替代一些小循環(huán)，例如聚合函數(shù)，求平均函數(shù)等。

2. 中間結(jié)果存放于臨時表，加索引。

3. 少使用游標(biāo)。sql 是個集合語言，對于集合運(yùn)算具有較高性能。而 cursors 是過程運(yùn)算。比如對一個 100 萬行的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。游標(biāo)需要讀表 100 萬次，而不使用游標(biāo)則只需要少量幾次讀取。

4. 事務(wù)越短越好。sqlserver 支持并發(fā)操作。如果事務(wù)過多過長，或者隔離級別過高，都會造成并發(fā)操作的阻塞，死鎖。導(dǎo)致查詢極慢，cpu 占用率極地。

5. 使用 try-catch 處理錯誤異常。

6. 查找語句盡量不要放在循環(huán)內(nèi)。

觸發(fā)器(一段能自動執(zhí)行的程序)

觸發(fā)器是一段能自動執(zhí)行的程序，是一種特殊的存儲過程，觸發(fā)器和普通的存儲過程的區(qū)別是：觸發(fā)器是當(dāng)對某一個表進(jìn)行操作時觸發(fā)。諸如：update、insert、delete 這些操作的時候，系統(tǒng)會自動調(diào)用執(zhí)行該表上對應(yīng)的觸發(fā)器。SQL Server 2005 中觸發(fā)器可以分為兩類：DML 觸發(fā)器和DDL 觸發(fā)器，其中 DDL 觸發(fā)器它們會影響多種數(shù)據(jù)定義語言語句而激發(fā)，這些語句有 create、alter、drop 語句。

數(shù)據(jù)庫并發(fā)策略

并發(fā)控制一般采用三種方法，分別是樂觀鎖和悲觀鎖以及時間戳。

樂觀鎖

樂觀鎖認(rèn)為一個用戶讀數(shù)據(jù)的時候，別人不會去寫自己所讀的數(shù)據(jù)；悲觀鎖就剛好相反，覺得自己讀數(shù)據(jù)庫的時候，別人可能剛好在寫自己剛讀的數(shù)據(jù)，其實就是持一種比較保守的態(tài)度；時間戳就是不加鎖，通過時間戳來控制并發(fā)出現(xiàn)的問題。

悲觀鎖

悲觀鎖就是在讀取數(shù)據(jù)的時候，為了不讓別人修改自己讀取的數(shù)據(jù)，就會先對自己讀取的數(shù)據(jù)加鎖，只有自己把數(shù)據(jù)讀完了，才允許別人修改那部分?jǐn)?shù)據(jù)，或者反過來說，就是自己修改某條數(shù)據(jù)的時候，不允許別人讀取該數(shù)據(jù)，只有等自己的整個事務(wù)提交了，才釋放自己加上的鎖，才允許其他用戶訪問那部分?jǐn)?shù)據(jù)。

時間戳

時間戳就是在數(shù)據(jù)庫表中單獨(dú)加一列時間戳，比如“TimeStamp”，每次讀出來的時候，把該字段也讀出來，當(dāng)寫回去的時候，把該字段加1，提交之前 ，跟數(shù)據(jù)庫的該字段比較一次，如果比數(shù)據(jù)庫的值大的話，就允許保存，否則不允許保存，這種處理方法雖然不使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的鎖機(jī)制，但是這種方法可以大大提高數(shù)據(jù)庫處理的并發(fā)量，以上悲觀鎖所說的加“鎖”，其實分為幾種鎖，分別是：排它鎖（寫鎖）和共享鎖（讀鎖）。

數(shù)據(jù)庫鎖

行級鎖

行級鎖是一種排他鎖，防止其他事務(wù)修改此行；在使用以下語句時，Oracle 會自動應(yīng)用行級鎖：

1. INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT … FOR UPDATE [OF columns] [WAIT n | NOWAIT];

2. SELECT … FOR UPDATE 語句允許用戶一次鎖定多條記錄進(jìn)行更新

3. 使用 COMMIT 或 ROLLBACK 語句釋放鎖。

表級鎖

表示對當(dāng)前操作的整張表加鎖，它實現(xiàn)簡單，資源消耗較少，被大部分 MySQL 引擎支持。最常使用的 MYISAM 與 INNODB 都支持表級鎖定。表級鎖定分為表共享讀鎖（共享鎖）與表獨(dú)占寫鎖

（排他鎖）。

頁級鎖

頁級鎖是 MySQL 中鎖定粒度介于行級鎖和表級鎖中間的一種鎖。表級鎖速度快，但沖突多，行級沖突少，但速度慢。所以取了折衷的頁級，一次鎖定相鄰的一組記錄。BDB 支持頁級鎖

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