数据库进阶学习

一、存储引擎

1. MySQL 体系结构

  • 连接层
  • 服务层
  • 引擎层
  • 存储层

2. 存储引擎

存储数据、建立索引、更新/查询数据

是基于表的，不是基于库的

也称为表类型

默认存储引擎：

查询当前数据库支持的存储引擎：SHOW ENGINES;

在创建表时，制定存储引擎：CREATE TABLE 表名(……) ENGINE = 存储引擎名 [COMMENT 表注释];

3. InnoDB

高可靠性 高性能

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 FORRIGN KEY 约束，保证数据的完整性和正确性

文件：xxx.idb 称为表空间文件，存储表结构信息、数据和索引，二进制文件，cmd中使用 idb2sdi 命令查看

​ 参数 innodb_file_per_table 表示每张表对应一个表空间文件

逻辑存储结构：

  • 表空间：TableSpace
  • 段：Segment
  • 区：Extent（1M）
  • 页：Page（16K）
  • 行：Row

4. MyISAM

早期默认存储引擎

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

5. Memory

存储在内存中的，受到硬件问题，或断电问题影响，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

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6. 存储引擎选择

InnoDB：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。数据操作有插入查询还有更新删除

MyISAM：数据操作主要是插入查询，很少更新删除，对事务完整性、并发性要求不高

Memory：访问速度快，用于临时表及缓存

二、索引

帮助 高效获取数据的数据结构（有序）

优点：提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本；通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗

缺点：索引列也要占用空间；降低更新表的速度

1. 索引结构

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一般是B+树索引

B-Tree

多路平衡查找树

若最大度数为 ，每个节点最多存 个 ， 个指针

B+Tree

对比

所有数据出现在叶子结点

叶子结点形成一个单向链表

优势：相对于二叉树，层级更少，搜索效率高；对于 ，叶子结点和非叶子结点都会保存数据，导致一页中存储的键值减少，指针跟着减少，要同样保存大量数据，只能增加树的高度，导致性能降低；对于 索引，支持范围匹配和排序

hash

求 函数值，按值插入槽位

不支持范围查询

2. 索引分类

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在 InnoDB 中，根据索引的存储形式，又分为以下两种：

  • 聚集索引(Clustered Index)：将数据存储与索引放到了一块，索引结构的叶子结点保存了行数据，必须有而且只能有一个
  • 二级索引(Secondary Index)：将数据与索引分开存储，索引结构的叶子结点关联的是对应的主键，可以有多个

聚集索引选取规则：

  • 如果存在主键，主键索引就是聚集索引
  • 如果不存在主键，将使用第一个唯一索引作为聚集索引
  • 如果表没有主键，或没有合适的唯一索引，则 InnoDB 会自动生成一个 rowid 作为隐藏的聚集索引

3. 索引语法

  • 创建索引：CREATE [UNIQUE|FULLTEXT] INDEX index_name ON table_name (index_col_name,...);
  • 查看索引：SHOW INDEX FROM table_name;
  • 删除索引：DROP INDEX index_name ON table_name;

4. SQL性能分析

SQL执行频率

客户端连接成功后，通过 SHOW [SESSION|GLOBAL] STATUS 命令可以提供服务器状态信息。

查看当前数据库的 INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT 的访问频次：SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______'

慢查询日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数（ ，单位：秒，默认 秒）的所有SQL语句的日志。

查看慢查询日志是否开启：SHOW VARIABLES LIKE 'slow_query_log';

MySQL的慢查询日志默认没有开启，需要在MySQL的配置文件（/etc/my.cnf）中配置如下信息：

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# 开启MySQL慢查询日志开关
slow_query_log=1
# 设置慢日志的时间为2秒，SQL语句执行时间超过2秒，就会视为慢查询，记录慢查询日志
long_query_time=2

profile详情

profile能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过 have_profiling 参数，能够看到当前MySQL是否支持profile操作：SELECT @@have_profiling;

默认profiling是关闭的，可以通过set语句在session/global级别开启profiling：SET profiling = 1;

执行一系列的业务SQL的操作，然后通过如下指令查看指令的执行耗时：

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# 查看每一条SQL的耗时基本情况
show profiles;

# 查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况
show profile for query query_id;

# 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
show profile cpu for query query_id;

#### explain执行计划

explain或desc命令获取MySQL如何执行SELECT语句的信息，包括在SELECT语句执行过程中表如何连接盒连接的顺序。

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# 直接在SELECT语句之前加上关键字EXPLAIN/DESC
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件;

字段含义：

  • id：select查询的序列号，表示查询中执行select字句或者是操作表的顺序（id相同，执行顺序从上到下；id不同，值越大，越先执行）。
  • select_type：表示select的类型，常见的取值有SIMPLE（简单表，即不使用表连接或子查询）、PRIMARY（主查询，即外层的查询）、UNION（UNION中的第二个或者后面的查询语句）、SUBQUERY（SELECT/WHERE之后包含了子查询）等。
  • type：表示链接类型，性能由好到差的连接类型为NULL、system、const、eq_ref、ref、range、index、all。
  • possible_key：显示可能应用在这张表上的索引，一个或多个。
  • key：实际使用的索引，如果为NULL，则没有使用索引。
  • key_len：表示索引中使用的字节数，该值为索引字段最大可能长度，并非实际使用长度，在不损失精确性的前提下，长度越短越好。
  • rows：MySQL认为必须要执行查询的行数，在innodb引擎的表中，是一个估计值，可能并不总是准确的。
  • filtered：表示返回结果的行数占所需读取行数的百分比，filtered的值越大越好。

5. 索引使用规则

最左前缀法则

如果索引了多列（联合索引），要遵守最左前缀法则。最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始，并且不跳过索引中的列，如果跳跃某一列，索引将部分失效（后面的字段索引失效）。

范围查询

联合索引中，出现范围查询（<、>），范围查询右侧的列索引失效。

索引列运算

在索引列上进行运算操作，索引将失效。

字符串不加引号

字符串类型字段使用时，不加引号，索引会失效。

模糊查询

如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效，如果是头部模糊匹配，索引失效。

Or连接条件

用or分隔开的条件，如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引后不会被用到。

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作者: wsy_jim