MySQL - Jokacer/Learn GitHub Wiki

在程序设计语言中提出“面向对象”的概念，将客观世界看作不同类型对象构成，面向对象的方法学引入的对象、方法、实例、继承性、类以及封装性等一系列概念，数据库系统主要在两方面应用面向对象技术：数据库管理系统和数据库应用开发工具。

在进行数据存储读取时，采用面向对象的形式，即操作数据为对象，数据库会共享对象库，对象库是面向对象模型所定义对象的集合体，由于缺少较好的查询语句，所以应用不广泛。

关系型数据库是建立在关系数据库模型上的，借助集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据，现实世界中的各个实体以及实体间的各种联系均用关系模型来表现。

关系数据库基于表的特性使用查询语言（SQL）进行查询、插入、删除和修改等操作，优点在

1. 应用灵活：关系数据库的编程接口易于实现;使用SQL能在不同的产品间存储和提取信息，标准统一。
2. 结构简单：关系型数据库拥有相当简洁清晰的结构，可以提供多个复杂视图。

缺点同样存在：

1. 数据类型单一：只能支持简单的数据类型如整数、实数和字符串等，缺乏针对不同应用构造与之相适应的数据类型，因此在重构复杂数据的过程中可能出现额外的开销引起性能问题。
2. 复杂信息查询繁琐：使用SQL语言查询复杂的信息时过程将会十分繁琐，需要非常熟悉SQL的使用;缺少指针的直接存取方式，所以查询相关信息时需要花费更多时间。
3. 缺乏环境应变能力：面对系统环境的更换，关系系统成本高且修改困难，在关系型数据库与编程语言提供不一致的数据类型式，在转换过程中需要增加额外的代码。

目前将关系型数据库引入面向对象技术，既支持SQL存取和查询，并且增加了基本数据类型的数量。目前的关系型数据库大多都支持面向对象的概念，在MySQL中引入量OpenGIS（Open Geodata Interoperation Specification,OGIS-开放的地理数据互操作规范）的支持，即支持空间数据对象。

首先介绍以下数据库模块协作关系：

客户端应用程序将 SQL 语句通过某种通信方式发送到 DBMS；DBMS 通过接口接受访问和接受语句；将此语句通过内部的“查询处理”模块进行语法、词法检查；根据解析出来的结果，DBMS 生成大量查询计划并从其中选取最高效的查询计划；最后执行查询计划，并访问数据存储文件。

主要关键目录：

1. client
   客户端程序所在目录，包括密码确认、SSL连接可行性检查等功能。
2. storage
   该目录包含MySQL各类存储引擎代码，MySQL实现了一个抽象接口层：handler(sql/handler.h)，其中定义量一些接口函数，存储引擎需要实现这些函数才能被系统调用。
3. mysys目录
   该目录包含了对于系统调用的封装，能实现平台间的跨越，该目录是一个功能库文件，包含了文件打开、数据读写、内存分配等功能。
4. sql目录
   该目录包含量数据库的主程序mysqld，是MySQL源代码中需要经常变化的目录之一，大多数已存在的bug也来自这个目录文件。该目录中的文件包含量对各类SQL语句的解析和实现，其中sql_lex.cc 是词法解析模块，sql_yacc.yy 是语法解析模块，这两个文件决定了 MySQL 如何解析输入的字符流和 SQL 语句。并最终获得解析树。目录中还包含了存储引擎接口模块的代码(handler)。
5. vio目录
   vio(virtual I/O)目录封装量virtual I/O接口，主要是封装了各种协议的网络操作。

各源代码文件夹的用途如执行流所示

MySQL开源，没有自己的专用的存储引擎，插件式存储引擎式MySQL数据库系统显著的特点之一，数据库专业人员可以根据数据读取模式的需求选择专门的存储引擎。要添加一个新的引擎，就必须重新编译MYSQL。MySQL存储引擎如图

MySQL使用各种技术把不同的数据存储在文件或者内存之中，每一种存储技术都能够提供大量的功能，并且拥有各自不同的索引技巧、锁定水平和存储机制用于存储、处理和保护数据的核心服务。利用数据库引擎可控制访问权限并快速处理事务。为了能够有效的提高运行的速度，改善应用的整体性能，选择合理的存储技术是很重要的。在MySQL中，这些存储技术以及与之相适应的各种功能被称作存储引擎，也可称为表类型，插件式存储引擎体系结构如图

其中最常用的存储引擎是MyISAM和InnoDB

MyISAM 存储引擎是通过 ISAM 功能增强之后得到的，处理非事务安全的表，它能够提供高速的存储与检索，并且具有全文检索的能力。任何一个 MyISAM 表都被存储在三个文件之中：索引存储在.MYI 文件中，数据存储在.MYD 文件中，而表的定义则存储在.frm文件中。

MyISAM存储引擎有如下特点：

• 数据存储时低字节置于前面
• 所有数字键值都以高字节先存储，以允许更好的索引压缩
• 支持大文件系统
• 能通过自动合并相邻被删除块减少行碎片
• 每个MyISAM表的最大索引数为64。每个索引的列数上限为16，可以通过重新编译MySQL来设定
• BLOB 和 TEXT 列也可以被索引，被索引的列允许为 NULL 值
• 支持每个表一个AUTO_INCREMENT列的内部处理。 MyISAM自动更新此列以进行INSERT和UPDATE操作。 这使AUTO_INCREMENT列更快（至少10％），序列顶部的值在删除后不会重复使用

MyISAM的数据文件存放在.MYD为扩展名的文件中，支持三种不同的存储格式：静态表、动态表和压缩表。

静态表每行采用固定数值的字节数进行存储，不包含BLOB、TEXT等可变列元素，特点为速度快，易于缓存，系统崩溃后容易重构，由于行位置固定，相较于动态表需要更多的存储空间。

动态表含有可变长度的列，比静态表复杂，特征为：所有字符串类型的列都是可变长的；每一行都有一副位图先说明哪些列中包含空字符串，或者哪些列是 0，如果字符串型的列在除去尾部之后长度为 0，或者数字型列的值为 0，该列就会被标记在位图中，而不存储在磁盘中，非空字符串按照长度加字符串内容存储；动态存储格式所占用空间比固定长度的表占用空间小，然而由于拆分过长的行，会导致碎片产生，在系统崩溃后也更难还原。

压缩表存储格式是 myisamchk 工具创建的一种只读格式，压缩后的表可以通过 myisamchk 命令解压缩，所占用的空间较小，访问开销也小

MyISAM 存储引擎的每个表都对应一个索引文件，索引文件包含两部分：头部信息和索引值。

头部信息记录了该表的索引选项、索引文件大小和索引定义，头部信息格式如图

索引值是按页面(Page)形式存储，每一页只存储来自统一索引的值

InnoDB是具有可回滚和妨崩溃能力的事务型存储引擎，使用行级锁，在select语句提供多版本并发控制。InnoDB参照量Oracle的架构和功能，具备：双写入、插入缓存和适应式哈希索引的特点。

双写入：当引擎进行表空间数据写操作时数据写两次（冗余提高可靠性）

插入缓存:减少数据库在对非主索引插入数据时造成的随机读写

自适应哈希：当InnoDB观察到建立哈希索引可以提升速度，则建立哈希索引，通过B+树构造。InnoDB 存储引擎会自动根据访问的频率和模式来为某些页来建立哈希索引

InnoDB以多种格式在磁盘上存储文件，表空间可由多个文件或者裸分区进行，表空间的示意图如

innodb有两种存储方式，共享表空间存储和多表空间存储

两种存储方式的表结构和myisam一样，以表名开头，扩展名是.frm。

如果使用共享表空间，那么所有表的数据文件和索引文件都保存在一个表空间里，一个表空间可以有多个文件，通过innodb_data_file_path和innodb_data_home_dir参数设置共享表空间的位置和名字，一般共享表空间的名字叫ibdata1-n。

如果使用多表空间，那么每个表都有一个表空间文件用于存储每个表的数据和索引，文件名以表名开头，以.ibd为扩展名

区别：InnoDB自身很多良好的特点，比如事务支持、存储过程、视图、行级锁定等等，在并发很多的情况下，InnoDB的表现肯定要比MyISAM强很多。但是在不是很复杂的小型应用上，也可以继续使用MyISAM