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Mysql的InnoDB存储引擎

article 2024/9/21 16:31:09

简介：InnoDB是Mysql数据库管理系统中的一种存储引擎，他是Mysql的默认存储引擎之一。InnoDB的最大特色是支持了ACID兼容的事务功能，类似于postgreSQL，提供了行级锁和多版本并发控制等高级特性。与传统的ISAM和MyISAM相比，InnoDB具有更好的性能和可靠性，是事务型数据库的首选引擎。InnoDB是为处理巨大数据量时的最大性能设计的，完全与Mysql服务器整合，维持他自己的缓冲池以在内存中缓存数据和索引，InnoDB采用双轨制授权，包括GPL授权和专有软件授权。InnoDB的设计考虑了高性能和大规模数据处理的场景，通过其内部的缓冲池、行级锁定和多版本并发控制等技术，确保了在高并发环境下的数据一致性和系统性能，这些特点使得InnoDB成为许多需要高性能、高可靠性数据库应用的首选引擎。

一丶InnoDB的主要特点和优势

优势：

InnoDB兼顾高可靠性和高性能的通用引擎，Mysql8.0就是默认InnoDB为存储引擎；

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支持 B+树索引，支持备份与恢复，支持聚簇索引，支持数据压缩，支持数据缓存，支持地理空间数据类型，经纬度，支持数据加密，支持地理空间索引。
锁粒度-行级锁，修改一行的时候，别的不能修改，多并发控制，支持事务；

特点：

事务支持：InnoDB支持ACID事务，即原子性、一致性、隔离性个持久性，这使得InnoDB能够在复杂的业务场景下提供可靠的数据处理。
行及锁定：与表级锁定相比，行及锁定可以最大程度地支持并发，挺高系统的并发处理能力。
数据恢复：InnoDB支持事务日志和崩溃恢复，确保在系统崩溃或其他故障的情况下，数据一致性和完整性得到保护。
数据完整性：通过提供外键约束等机制，InnoDB增强了数据的完整性保护，防止了数据的不一致性状态。

二丶InnoDB的内存结构

InnoDB内存结构主要包括四个部分：Buffer Pool（缓冲池）、Change Buffer（更改缓冲区）、Adaptive Hash Index （自适应哈希索引）、Log Buffer（日志缓冲区）。

Buffer Pool：这是InnoDB位于主存储器中的一片区域，用于缓存访问过的表和索引数据。缓冲池允许直接从内存处理频繁使用的数据，这加快了处理速度。在专用服务器上，通常高达80%的物理内存会分配给缓冲池，为了提高大容量读操作的效率，缓冲池被分割成一个个可以容纳多行的页（pages），并且使用LRU算法的一种变体来管理这些页，以确保最频繁访问的数据始终在内存中可用。
Change Buffer：这是一个特殊的数据结构，用于缓存不在缓冲池中的哪些二级索引页的变更。由Insert 和Update或者Delete这些DML操作导致被缓存的变化，将在当这些页被其他读操作加载到缓冲池后合并。
Adaptive Hash Index：自适应哈希索引特性使InnoDB在具有适当的负载组合和充足的缓冲池内存的系统上，执行得更像内存数据库，而不会牺牲事务特性或可靠性。自适应哈希索引通过观察到的搜索模式，使索引key的前缀来创建哈希索引，以提高查询性能。
Log Buffer：日志缓冲区用于存储redo log 和undo log的日志记录，这些日志记录在内存中暂存，然后适当的时候被写入磁盘，以确保数据的持久性和事务的原子性。

三丶InnoDB的磁盘结构

InnoDB的磁盘结构主要由表空间（Tablespaces）组成，这些表空间包括系统表空间（System Tablespace）、独立表空间（File-per-table Tablespaces）、通用表空间（General Tablespaces）、撤销表空间（Uodo Tablespaces）和临时表空间（Temporary Tablespaces）。

System Tabalespace：系统表空间是一个共享的表空间，其物理文件默认名称ibdata1。它包含了数据字典、双写缓冲、修改缓冲和回滚日志等，系统表空间的大小可以自动扩展，但一旦设定后，不可缩减。
File-per-table Tablespaces：独立表空间为每张表提供独立的存储空间，每个表的数据和索引存储在单独的文件中。这种表空间通过参数Innodb_file_per_table控制，默认情况下该参数是开启的。
Undo Tablespaces：撤销表空间主要用于undo logs,这些日志用于事务回滚和多并发控制。
Temporary Tablespaces：临时表空间用于存储临时的数据和索引，这些数据在事务完成后可能会被清除。