基于MY S Q L數據庫存儲引擎的研究

高見斌

（武漢職業技術學院，武漢 430074）

數據庫是指按照某種模型組織起來的、能夠長久保存在計算機存儲設備上，用戶或應用程序能夠共享使用的數據集合。MySQL是一個關系數據庫管理系統，用戶可以直接從官方網站免費下載。因為MySQL軟件小、速度快、成本低，MySQL作為網站數據庫成為了眾多中小型網站的選擇。MySQ不僅擁有別的數據庫不能比擬的獨特功能，而且MySQL數據庫是目前運行速度最快的非過程化語言數據庫。MySQL這些優勢得益于數據庫存儲引擎的應用。

1 存儲引擎的定義

數據庫存儲引擎就是在物理層上實現數據存儲和處理的方法，即怎樣存儲數據、怎樣建立數據索引和怎樣對數據進行操作等。不同的存儲引擎提供不同的存儲方法、索引方法、操作方法和鎖定措施。使用不同的存儲引擎，可以獲得不同的功能。MySQL的核心就是存儲引擎。數據庫管理系統使用數據引擎進行創建、查詢、更新和刪除數據操作。許多不同的數據庫管理系統都支持多種不同的數據引擎。由于在關系數據庫中，數據的存儲是以表的形式存儲的，因此存儲引擎也可以稱作是存儲和操作表的類型。數據庫存儲引擎決定了表的存儲方式和操作方式。

如果想實現所有數據存儲管理機制保持不變，那么數據庫中只能使用一種存儲引擎，SQL Server和Oracle就是只使用一種存儲引擎的數據庫。MySql允許用戶根據自己的需要編寫自己的存儲引擎。事實上，MySql數據庫提供了多種存儲引擎供用戶選擇，以實現不同的功能需求。

2 存儲引擎的分類

MySQL提供了多個不同的存儲引擎，分為處理事務安全表的引擎和處理非事務安全表的引擎兩大類。MySQL5.7支持的存儲引擎有MyISAM、InnoDB、Memory、Archive、Merge、CSV、Federated、BLACKHOLE等。在MySQL中，不要求使用同一種存儲引擎，根據具體的需求，可以對每一個表使用不同的存儲引擎。

3 各種存儲引擎特性比較

3.1 InnoDB存儲引擎

InnoDB是事務型數據庫的首選引擎，為Mysql的表提供了具有提交、回滾、崩潰恢復功能，支持聚簇索引、輔助索引、hash索引，支持多版本并發控制事務安全，支持行鎖定和外鍵約束。從MySQL 5.5.5之后，InnoDB作為默認存儲引擎。相對MySQL來說，寫處理能力不強，并且會占用較多存儲空間以保存數據及其索引。InnoDB的主要特性如下：

（1）支持自動增長列。InnoDB存儲引擎支持AUTOINCREMENT自動增長列。自動增長列的值不能為空，且值必須唯一。如果將0或null值插入，則實際插入的值為自動增長后的值。自動增長列的初始值默認從1開始，可以用alter table語句強行設置。每張表的數據在存儲時都按主鍵順序存放。假定在表定義時沒有指定主鍵，InnoDB存儲引擎會為每一行生成一個6字節的ROWID，并以此作為主鍵。此ROWID由自動增長列的值進行填充。對于InnoDB表自動增長列必須是組合索引的第一列，或者是索引。對于MYISAM表，可以是組合索引的其他列，插入一行數據后，自動增長列是按照組合索引的前面幾列進行排序后遞增的。

（2）存儲格式。InnoDB用以下兩種方式存儲表和索引：a.使用共享表空間存儲。表結構保存在.frm文件中。數據和索引保存在innodb_data_ fi le_path和innodb_data_home_dir定義的表空間中，可以是多個文件。b.利用多表空間進行存儲。表結構仍然保存在.frm文件中，但每個表的數據和索引單獨保存在.ibd文件中。如果為分區表，那么每個分區對應單獨的.ibd文件，文件名是’表名+分區名’。使用多表空間存儲，只針對新建表有效，且要設置參數innodb_ fi le_per_table，重啟mysql服務才能生效。

（3）支持外鍵約束（foreign key）。在MySQL的幾種存儲引擎中，只有InnoDB存儲引擎支持外鍵約束。外鍵使得表與表之間產生關聯。外鍵所在表為參照表，外鍵所依賴的表為被參照表。參照中表的外鍵在被參照表中必須是主鍵。當更新或刪除被參照表中的某個記錄時，參照中表的數據相應地也改變。創建索引時，可以指定更新、刪除被參照表時對參照表的相應操作。

（4）InnoDB是為處理巨大數據量而設計出來的，中央處理器CPU處理效率高，任何其他的關系型數據庫引擎可能都不能與之相比。

3.2 MyISAM存儲引擎

在MySQL 5.5.5之前版本中，MyISAM是MySQL默認的存儲引擎，后期對其進行了擴展。MyISAM存儲引擎不支持事務和外鍵約束，但擁有較高的插入、查詢速度，對事務完整性沒有要求，適合于以SELECT或INSERT操作為主的表。在網頁、數據倉儲等應用環境下，MyISAM存儲引擎常被采用。（1）存儲文件。每個MyISAM引擎物理上存儲為3個文件，文件名與表名相同，存儲表定義的文件擴展名為.frm，存儲數據的文件擴展名為.MYD，存儲索引的文件擴展名為.MYI，其中數據文件和索引文件可以放置在不同路徑下，以達到平衡輸入輸出的目的。在創建表時，可以通過DATA DIRRECTORY和INDEX DIRRECTORY語句指定數據文件和索引文件的目錄，注意需要絕對路徑，且有訪問權限。由于各種原因，MyISAM類型的表可能會被破壞，可以使用REPAIR TABLE語句修復。可以用CHECK TABLE語句檢查表的狀況。（2）存儲格式。MyISAM類型的表支持三種不同的存儲格式。一是靜態表，這是默認的存儲格式。優點是存儲速度快，容易緩存，字段長度固定。缺點是占用空間多。值得注意的是，字段存儲按照寬度定義補足空格，訪問應用時去掉空格；特別需要注意的是，如果字段本身就帶有空格，也會去掉。二是動態表，特點是字段變長，不固定記錄長度，優點是占用空間少。缺點是頻繁的更新、刪除操作會產生碎片，需要定期清理，且若出現故障，難以恢復。三是壓縮表，可用myisampack工具創建，單獨壓縮每個記錄，占用空間小，訪問速度快。

3.3 MEMORY存儲引擎

MEMORY存儲引擎使用存在于內存中的內容來創建表，是MySQL中一類特殊的存儲引擎。每個表實際對應一個格式為.frm的磁盤文件。這類表默認HASH索引，且數據在內存中，因此訪問速度非常快；不足之處是，一旦停止服務，表中的數據會丟失。系統變量max_heap_table_size決定表中可以存放的數據量大小，初始值為16MB，可按需求改變。同時在通過MAX_ROWS子句定義MEMORY表的最大行數。MEMORY存儲引擎主要用于統計操作時作為中間表，或用于那些內容穩定的表。對于這類表，需要注意的是，一旦重啟電腦，數據則會丟失，原因是數據并沒有寫入磁盤保存。

3.4 ARCHIVE存儲引擎

ARCHIVE存儲引擎的特點是擁有優良的壓縮機制，壓縮比高，存儲空間相對較少，僅支持插入和查詢兩種功能，從Mysql5.5以后開始支持索引（早期不支持索引）。ARCHIVE存儲引擎主要是把數據歸檔，不支持其他更多的高級功能。ARCHIVE存儲引擎一般用來當倉庫使用，存儲歷史數據或日志信息。ARCHIVE存儲引擎不支持事務。

4 存儲引擎的選擇

以上所述，每種存儲引擎各有特點。具體應用時選用什么類型的存儲引擎，需要結合個人需求和數據庫引擎的特點來綜合考慮。InnoDB是MySQL5.5版本以后的默認存儲引擎，主要用來處理大量的短期事務。通常優先選用InnoDB引擎，除非有非常特別的原因需要使用其他存儲引擎。假設插入和查詢記錄操作很頻繁，那么MyISAM引擎是不錯的選擇，因為它能提供較高的處理效率。Archive存儲引擎因提供高的壓縮功能和支持插入和查詢操作，適合數據采集類和日志應用。如果追求操作速度快，并且只是臨時存放少量數據，可以選擇Memory引擎，這種存儲引擎因數據保存在內存中，一旦掉電或重啟，數據就會丟失，安全性不高。更為靈活的是，可以根據不同的需求，在一個MYSQL數據庫中，多種不同的存儲引擎可以被混合使用。

[1] 武洪萍.MYSQL數據庫原理及應用[M].北京：人民郵電出版社，2014.

[2] 王威.MYSQL數據庫源代碼分析與存儲引擎的設計[D].南京郵電大學，2012.