InnoDB是MySQL的資料庫引擎之一，現(xiàn)在是MySQL的預(yù)設(shè)儲(chǔ)存引擎，為MySQL AB發(fā)布binary的標(biāo)準(zhǔn)之一；InnoDB採用雙軌制授權(quán)，一個(gè)是GPL授權(quán)，另一個(gè)是專有軟體授權(quán)。 InnoDB是事務(wù)型資料庫的首選引擎，支援事務(wù)安全表（ACID）；InnoDB支援行級(jí)鎖，行級(jí)鎖可以最大程度的支援並發(fā)，行級(jí)鎖是由儲(chǔ)存引擎層實(shí)現(xiàn)的。

本教學(xué)操作環(huán)境：windows7系統(tǒng)、mysql8版本、Dell G3電腦。

如果想看自己的資料庫預(yù)設(shè)使用的那個(gè)儲(chǔ)存引擎，可以透過使用指令SHOW VARIABLES LIKE 'storage_engine';

一、InnoDB儲(chǔ)存引擎

InnoDB，是MySQL的資料庫引擎之一，現(xiàn)在是MySQL的預(yù)設(shè)儲(chǔ)存引擎，並為MySQL AB發(fā)布binary的標(biāo)準(zhǔn)之一。 InnoDB由Innobase Oy公司所開發(fā)，2006年五月時(shí)由甲骨文公司併購。與傳統(tǒng)的ISAM與MyISAM相比，InnoDB的最大特色就是支援了ACID相容的事務(wù)（Transaction）功能，類似PostgreSQL。

InnoDB採用雙軌制授權(quán)，一個(gè)是GPL授權(quán)，另一個(gè)是專有軟體授權(quán)。

1、InnoDB是事務(wù)型資料庫的首選引擎，支援事務(wù)安全表（ACID）

交易的ACID屬性：即原子性、一致性、隔離性、持久性

?????????????????????????要回滾到事務(wù)開始執(zhí)行的地方。

?????????????????????????????redred#p##redpo
##redpo

##redpo#-

#redpo#-red系統(tǒng)的主要日誌。事務(wù)是一組SQL語句，裡面有選擇，查詢、刪除等功能。每條語句執(zhí)行會(huì)有一個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如，刪除語句執(zhí)行後，在事務(wù)中有個(gè)記錄保存下來，這個(gè)記錄中儲(chǔ)存了我們什麼時(shí)候做了什麼事。如果出錯(cuò)了，就會(huì)回滾到原來的位置，redo裡面已經(jīng)儲(chǔ)存了我做過什麼事了，然後逆向執(zhí)行一遍就可以了。

??????????????????????????????（eg:例如A向B轉(zhuǎn)賬，不可能A扣了錢，B卻沒有收到）

???????????????????同一數(shù)據(jù)，彼此沒有任何干擾；

????????????????????

##??????????????????????????????為一個(gè)事務(wù)正在多次修改某個(gè)數(shù)據(jù)，而在這個(gè)事務(wù)中這多次的修改都還未提交，這時(shí)一個(gè)並發(fā)的事務(wù)來訪問該數(shù)據(jù)，就會(huì)造成兩個(gè)事務(wù)得到的數(shù)據(jù)不一致）；（讀取了另一個(gè)事務(wù)未提交的髒資料）
?????????????????????個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)事務(wù)範(fàn)圍內(nèi)多次查詢卻返回了不同的數(shù)據(jù)值，這是由於在查詢間隔，被另一個(gè)事務(wù)修改並提交了；（讀取了前一個(gè)事務(wù)提交的數(shù)據(jù)，查詢的都是同一個(gè)資料項(xiàng)）

??????????????????????????????所產(chǎn)的非學(xué)習(xí)現(xiàn)象（非重複閱讀」的一個(gè)非重複讀寫：虛讀為獨(dú)立時(shí)所讀的行為表（11121121221212萬元：假讀）中所產(chǎn)生的一種獨(dú)立行為：一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)作。的某個(gè)資料項(xiàng)做了從「1」修改為「2」的操作，這時(shí)事務(wù)T2又對(duì)這個(gè)表中插入了一行資料項(xiàng)，而這個(gè)資料項(xiàng)的數(shù)值還是為「1」並且提交給資料庫。而操作事務(wù)T1的使用者如果再查看剛剛修改的數(shù)據(jù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)還有一行沒有修改，其實(shí)這行是從事務(wù)T2中添加的，就好像產(chǎn)生幻覺一樣 )；（讀取了前一個(gè)事務(wù)提交的數(shù)據(jù)，針對(duì)一批數(shù)據(jù)整體）##???????????????：交易完成後，交易對(duì)資料庫的所有更新將被保存到資料庫，不能回滾

2、InnoDB是mySQL預(yù)設(shè)的儲(chǔ)存引擎，預(yù)設(shè)的隔離等級(jí)是RR，並且在RR的隔離等級(jí)下更近一步，透過多版本並發(fā)控制（MVCC）解決不可重複讀取問題，加上間隙鎖定（也就是並發(fā)控制）解決幻讀問題。因此InnoDB的RR隔離等級(jí)其實(shí)實(shí)現(xiàn)了串列化等級(jí)的效果，而保留了比較好的並發(fā)效能。

MySQL資料庫提供給我們的四個(gè)隔離等級(jí)：

a、Serializable（串列化）：可避免髒讀、無法重複讀取、幻讀的發(fā)生；

b、Repeatable read（可重複讀）：可避免髒讀、不可重複讀的發(fā)生；

c、Read committed（讀已提交）：可避免髒讀的發(fā)生；

d、Read uncommitted（讀未提交）：最低級(jí)別，任何情況都無法保證；

從a----d隔離級(jí)別由高到低，級(jí)別越高，執(zhí)行效率越低

3、InnoDB支援行級(jí)鎖定。行級(jí)鎖可以最大程度的支援並發(fā)，行級(jí)鎖是由儲(chǔ)存引擎層實(shí)現(xiàn)的。

鎖定

：鎖定的主要功能是管理共享資源的並發(fā)訪問，用於實(shí)現(xiàn)事務(wù)的隔離性

????? ?

類型：共享鎖定（讀鎖）、獨(dú)佔(zhàn)鎖定（寫入鎖定)

? ??????????????

??????鎖的力度：表級(jí)鎖（開銷小、並發(fā)性低），通常在服務(wù)器層實(shí)現(xiàn)????????????????????????????????? ? 行級(jí)鎖（開銷大、並發(fā)性高） ，只會(huì)在儲(chǔ)存引擎層面進(jìn)行實(shí)作

4、InnoDB是為處理龐大資料量的最大效能設(shè)計(jì)。它的CPU效率可能是任何基於磁碟的關(guān)係型資料庫引擎所不能匹敵的

#5、InnoDB儲(chǔ)存引擎完全與MySQL伺服器整合，InnoDB儲(chǔ)存引擎為在主記憶體中緩存數(shù)據(jù)和索引而維持它自己的緩衝池。 InnoDB將它的表和索引在一個(gè)邏輯表空間中，表空間可以包含幾個(gè)檔案（或原始磁碟檔案）；

6、InnoDB支援外鍵完整性約束，儲(chǔ)存表中的資料時(shí)，每張表的儲(chǔ)存都會(huì)依照主鍵順序存放，如果沒有顯示在表定義時(shí)指定主鍵。 InnoDB會(huì)為每一行產(chǎn)生一個(gè)6位元組的ROWID,並以此作為主鍵

#7、InnoDB被用在眾多需要高效能的大型資料庫網(wǎng)站上

8、InnoDB中不保存表格的行數(shù)（eg:select count(*)from table時(shí)，InnoDB需要掃描一遍整個(gè)表來計(jì)算有多少行）；清空整個(gè)表時(shí)，InnoDB是一行一行的刪除，效率非常慢；

InnoDB不建立目錄，使用InnoDB時(shí)，MySQL將在MySQL資料目錄下建立一個(gè)名為ibdata1的10MB大小的自動(dòng)擴(kuò)充資料文件，以及兩個(gè)名為ib_logfile0和ib_logfile1的5MB大小的日誌檔案

#二、InnoDB引擎的底層實(shí)作

InnoDB的儲(chǔ)存檔案有兩個(gè)，後綴名分別是 .frm和 .idb；其中 .frm是表格的定義文件， .idb是表格的資料檔案。

1、InnoDB引擎採用B Tree結(jié)構(gòu)來作為索引結(jié)構(gòu)

B-Tree（平衡多路尋找樹）：為磁碟等外儲(chǔ)存裝置設(shè)計(jì)的一種平衡查找樹

系統(tǒng)從磁碟讀取資料到記憶體時(shí)是以磁碟區(qū)塊位基本單位的，位於同一磁碟區(qū)塊中的資料會(huì)被一次性讀取出來，而不是按需讀取。

InnoDB儲(chǔ)存引擎使用頁面作為資料讀取單位，頁面是其磁碟管理的最小單位，預(yù)設(shè)page大小是16k.

系統(tǒng)的一個(gè)磁碟區(qū)塊的儲(chǔ)存空間往往沒有那麼大，因此InnoDB每次申請(qǐng)磁碟空間時(shí)都會(huì)是若干位址連續(xù)磁碟區(qū)塊來達(dá)到頁的大小16KB。

InnoDB在把磁碟資料讀入磁碟時(shí)會(huì)以頁為基本單位，在查詢資料時(shí)，如果一個(gè)頁中的每個(gè)資料都能助於定位資料記錄的位置，這將會(huì)減少磁碟I/O的次數(shù)，提高查詢效率。

B-Tree結(jié)構(gòu)的資料可以讓系統(tǒng)高效的找到資料所在的磁碟區(qū)塊

##B-Tree中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際情況可以包含大量的關(guān)鍵字資訊和分支，例如：

#每個(gè)節(jié)點(diǎn)佔(zhàn)用一個(gè)磁碟區(qū)的磁碟空間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上有兩個(gè)升序排序的關(guān)鍵字和三個(gè)指向子樹根節(jié)點(diǎn)的指針，指針儲(chǔ)存的是子節(jié)點(diǎn)所在磁碟塊的位址。

以根節(jié)點(diǎn)為例，關(guān)鍵字為17和35，P1指標(biāo)指向的子樹的資料範(fàn)圍小於17，P2指標(biāo)指向的子樹的資料範(fàn)圍為17----35，P3指標(biāo)指向的子樹的資料範(fàn)圍大於35；

尋找#關(guān)鍵字29的過程：

a.根據(jù)根節(jié)點(diǎn)找到磁碟區(qū)塊1，讀入記憶體。 【磁碟I/O操作第一次】

b.比較關(guān)鍵字29在區(qū)間（17,35），找到磁碟區(qū)塊1的指標(biāo)P2;

c.根據(jù)P2指標(biāo)找到磁碟區(qū)塊3，讀入記憶體。 【磁碟I/O操作第二次】

d.比較關(guān)鍵字29在區(qū)間（26,30），找到磁碟區(qū)塊3的指標(biāo)P2;

e.根據(jù)P2指標(biāo)找到磁碟區(qū)塊8，讀入記憶體。 【磁碟I/O操作第三次】

f.在磁碟區(qū)塊8中的關(guān)鍵字清單中找到關(guān)鍵字29.

MySQL的InnoDB儲(chǔ)存引擎在設(shè)計(jì)時(shí)是將根節(jié)點(diǎn)常駐記憶體的，因此力求達(dá)到樹的深度不超過3，也就是I/O不需要超過三次；

##分析上面的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)需要三次磁碟I/O操作，和三次記憶體查找操作。由於記憶體中的關(guān)鍵字是一個(gè)有序表結(jié)構(gòu)，可以利用二分法查找來提高效率；而三次磁碟I/O操作時(shí)影響整個(gè)B-Tree查找效率的決定因素。

B Tree

#B Tree是在B-Tree基礎(chǔ)上的最佳化，使其更適合實(shí)現(xiàn)外部?jī)?chǔ)存索引結(jié)構(gòu)，B-Tree中每個(gè)節(jié)點(diǎn)中有key，也有data，而每一頁的儲(chǔ)存空間是有限的，如果data資料較大時(shí)將會(huì)導(dǎo)致每個(gè)節(jié)點(diǎn)（即一個(gè)頁）能存儲(chǔ)的key的數(shù)量很小。當(dāng)儲(chǔ)存的資料量很大時(shí)同樣會(huì)導(dǎo)致B-Tree的深度較大，增大查詢時(shí)的磁碟I/O次數(shù)，進(jìn)而影響查詢效率。

在B Tree中所有資料記錄節(jié)點(diǎn)都是按照鍵值大小順序存放在同一層的葉子節(jié)點(diǎn)上，而非葉子節(jié)點(diǎn)上只儲(chǔ)存key值信息，這樣可以大大增加每個(gè)節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存的key值數(shù)量，降低B Tree的高度；

B Tree在B-Tree的基礎(chǔ)上有兩點(diǎn)變化：

#（ 1）資料為存在葉子節(jié)點(diǎn)中的

?????????????????????????????????（2）資料節(jié)點(diǎn)之間是有指標(biāo)指向的

由於B Tree的非葉子節(jié)點(diǎn)只儲(chǔ)存鍵值訊息，假設(shè)每個(gè)磁碟區(qū)塊能儲(chǔ)存4個(gè)鍵值及指標(biāo)訊息，則變成B Tree後其結(jié)構(gòu)如下圖所示：

通常在B Tree上有兩個(gè)頭指針，一個(gè)指向根節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)指向關(guān)鍵字最小的葉子節(jié)點(diǎn)，而且所有葉子節(jié)點(diǎn)（即資料節(jié)點(diǎn)）之間都是一種鍊式環(huán)結(jié)構(gòu)。

因此可以對(duì)B Tree進(jìn)行兩種查找運(yùn)算，一種是對(duì)於主鍵的範(fàn)圍查找和分頁查找，另一種是從根節(jié)點(diǎn)開始，進(jìn)行隨機(jī)查找。

InnoDB中的B Tree

#InnoDB是以ID為索引的資料儲(chǔ)存

採用InnoDB引擎的資料儲(chǔ)存檔案有兩個(gè)，一個(gè)定義文件，一個(gè)是資料檔案。

InnoDB透過B Tree結(jié)構(gòu)對(duì)ID建立索引，然後在葉子節(jié)點(diǎn)中儲(chǔ)存記錄

##若建立索引的欄位不是主鍵ID，則對(duì)該欄位建立索引，然後在葉子節(jié)點(diǎn)中儲(chǔ)存的是該記錄的主鍵，然後透過主鍵索引找到對(duì)應(yīng)記錄

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