快速读懂innodb存储引擎 (快速读懂道路施工图)

什么是存储引擎

存储引擎位于文件系统（各种数据，二进制形式）之上，各种管理工具（连接池、语义分析器、优化器、缓存区、SQL 接口）之下。

存储引擎功能设计

功能丰富性（或者 SQL 语义支持）：

事务（和文件系统的最大区别），锁的粒度（行或者表），全文索引，簇索引，外键（这是什么）

事务：

事务的隔离性由锁实现，其他 ACD 由 redo log 和 undo logo 实现。redo log 保证事务原子性（怎么理解？由于数据库设计是先写 redo，再执行真正修改数据页。所以 redo 一定是个完整的事务，才会修改数据页）和持久性（怎么理解?持久化到硬盘）。undo log 保证事务一致性（数据冲突时的恢复）。

redo 写法是数据库一直顺序写，无需读。由于没有使用 O_DIRECT 裸写盘，所以每次写 redo 必须 fsync 到硬盘。

另外这里还有提到的是 binlog，区分的是 binlog 是数据库容灾的范筹（记录的是 sql 语句，在事务提交的时候才会写）。而 redo 是 innodb 产生的（修改页的物理二进制日志，随事务进行而并发写）。而且在写 redo 是以日志块大小和磁盘扇区一样。都是 512 字节。所以重写日志写入具有原子性。redo 的物理二进制日志，以不记录 sql 语句执行过程，而记录 sql 执行后的页结果。由此具有幂等性（执行多次等同于执行一次，分布式网络的不可靠 由于多次重新调用接口，必须保证幂等性）。

一个问题是，基于硬盘的数据库会把数据写在内存中，同时对数据库的修改最初也是改在内存上，怎么落地呢（checkpoint 检查点机制）。事务数据库为了保证 ACID 的 D 一般会使用先写 redo log，在修改页。

undo 帮助事务回滚和 MVCC 功能。

表锁、行锁：

锁机制分为 latch（轻量级的锁，分为 mutex 和 rwlock。这个是内部锁机制，保证并发线程操作临界资源的正确性，通常没有死锁检测机制,比如查看 mutex 的方法是 show engine innodb mutex;）和 lock（粒度为事务，可以是表、页、行，有死锁检测机制）。

死锁检测机制有：顺序获取多个锁（latch 只有这个机制），waits-for graph（图死锁检测），过期机制。

MVCC 机制（解决锁带来争用的分布式并发访问问题）

自增长锁：给每个插入赋予一个唯一增加的 id，每个插入获取到这个 id，就可以释放表锁。通过减少锁的持有时间，提高并发插入效率。

查看当前事务隔离级别：

mysql> SELECT @@tx_isolation\G;*************************** 1. row ***************************@@tx_isolation: REPEATABLE-READ

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幻读和脏读：脏读都不好吗？在 slave 节点可以修改 innodb 的默认事务隔离级别 REPEATEDLY READ 为 READ UNCONMITTED，允许读到不那么准确的数据。

不可重复读：一般不可重复读是可以接受的，因为他读到的是提交的数据，而脏读是读到未提交的数据。如 Oracle 和 SQL Server 设置的事务隔离级别是 READ CONMIITTED，则会出现不可重复读现象。

丢失更新：一个事务更新会被另一个事务更新所覆盖，从而产生数据不一致。基本数据库任何隔离级别，不会产生。

数据存储设计：

支持 B 树索引，支持 hash 索引，数据压缩存储，数据表缓存（或者只索引缓存），数据文件加密，存储效率，内存消耗，硬盘消耗，块插入速度，查询缓存，MVCC（解决并发数据一致性问题）。

B+树索引／自适应 hash 索引：

B 树（Blance 树或者平衡树）：关系型数据库最常用拿来做索引的。从 AVL（平衡二叉树演化而来）。

B+树=B 树+索引顺序访问。包含树枝节点和叶子节点。所有的数据放在叶子节点。每一个叶子节点互相有序顺序连接。树根节点指引着查找到叶子节点的路径。由于不断的插入和删除，同时 B+树会通过旋转保持平衡。

B+索引本身并不是找到具体的一条记录，而是找到该记录所在的页。数据页把载入到内中，然后通过页目录在进行二叉查找。因为在内存查找很快。

聚集索引：按照表的主键构建的 B+树。

辅助缩影：叶子节点存放的不是数据，而是捷径，指引到找到所有数据的地方。

数据的区分度：Cardinality

自适应哈希索引：innodb 根据查找频度，创建 hash 索引。将 o（logn）的查找复杂度提高最快 o(0)（最慢 o(n)）的速度。哈希索引不对范围查找有效。

压缩空间和加密安全：

记录在文件可以是普通模式或者 reduction 模式。

容灾机制：

备份机制，备份恢复（备份快照点记录）。热备，冷备，温备。

新上一台备机的备份顺序是记住当前主数据库的 LSN（log squence number），导出主数据库的当前数据库并在备机导入。设置 LSN 同步点。

innodb 特性

特性：

innodb 关键特性：

查看当前数据库运行性能

show global status like 'com_select';列出 自数据库启动以来的所有连接

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查看数据库的线程数据来窥探性能

查看缓存区状态

LRU 查看

mysql> show variables like '%old_block%';| Variable_name| Value || innodb_old_blocks_pct| 37|| innodb_old_blocks_time | 1000|

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查看当前数据库的运行状态还有

show engine innodb status。show variables;show status;

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备份相关

show binlog events in 'bin-log.000004'\Gshow master statusshow slave statusshow binary logs;查看所有的二进制日志show variables like '%sync_binlog%'binlog文件转换每次服务器启动都开启一个新的二进制日志。文件大小超过限制将会创建一个新的文件。

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原文链接：