本文是我自己在秋招复习时的读书笔记，整理的知识点，也是为了防止忘记，尊重劳动成果，转载注明出处哦！如果你也喜欢，那就点个小心心，文末赞赏一杯豆奶吧，嘻嘻。 让我们共同成长吧……

第1章  MySQL体系结构和存储引擎

1.1  定义数据库和实例

    数据库：物理操作系统文件或其他形式文件类型集合。mysql中数据库文件可以是frm、MYD、MYI、ibd结尾的文件。

    实例：mysql数据库由后台线程以及一个共享内存区组成。数据库实例才是正真操作数据库文件的。

    MySQL是一个单进程多线程架构的数据库。MYSQL数据库实例在系统上的表现是一个进程。

1.2  MySQL体系结构

    从概念上讲，数据库是文件的集合，是按照某种数据模型组织起来并存放在二级存储器中的数据集合；数据库实例是程序，用户通过数据库实例与数据库打交道。

    MySQL体系结构：连接池组件、管理服务和工具组件、SQL接口组件、查询分析器组件、优化器组件、缓冲组件、插件式存储引擎、物理文件。

    注意：存储引擎是基于表的，不是基于数据库的

1.3  MySQL存储引擎

    1.3.1  InnoDB存储引擎

    InnoDB存储引擎支持事务、支持行级锁、支持外键、支持非锁定读、MySQL5.5.8之后的默认存储引擎、支持MVCC获取高并发性、实现了SQL的4中隔离级别（默认repeatable）、使用next-key locking策略避免幻读产生、提供了插入缓冲、二次写、自适应哈希索引、预读、采用聚集方式存储数据。

    1.3.2  MyISAM存储引擎

    MyISAM不支持事务、支持表级锁、支持全文索引、面向OLAP数据库应用、缓冲池中指存储索引文件，不缓冲数据文件，MyISAM存储引擎表由MYD和MYI组成。

    1.3.3  其他储存引擎

    NDB(集群存储引擎)、Memory（默认使用哈希索引）、Archive、Federated、Maria等。

1.4  各存储引擎之间的比较

1.5  连接MySQL

    连接MySQL操作是一个连接进程和MySQL数据库实例进行通信。本质上是进程通信。进程通信方式：管道、命名管道、命名字、TCP/IP套接字、UNIX域套接字。

第2章  InnoDB存储引擎

    InnoDB是事务安全型MySQL存储引擎，是OLTP应用首选的存储引擎。

2.1  InnoDB存储引擎概述

2.2  InnoDB存储引擎的版本

2.3  InnoDB体系架构

    InnoDB存储引擎体系架构由：后台线程、内存池、和数据库文件组成。

    内存池：维护所有进程/线程需要访问的多个内部数据结构；缓存磁盘上的数据，方便读取；重做日志缓冲……

    后台线程：负责刷新内存池中的数据，保证缓冲池中的内存缓存是最近的数据；将已修改的数据文件刷新到磁盘文件，同时保证在数据库发生异常的情况下InnoDB能恢复到正常运行的状态下。

    2.3.1  后台线程

    InnoBD是多线程模型，后台的不同线程负责处理不同任务。

    1、Master Thread

        主要负责将缓冲池中的数据异步刷新到磁盘，保证数据的一致性，包括脏页的刷新、合并插入缓冲、undo页的回收等。

    2、IO Thread

        InnoDB使用了大量的AIO处理写IO请求，极大提高了数据库性能，IO Thread主要负责这些IO请求的回调处理。

    3、Purge Thread

        负责回收已经使用并分配的undo页。

    4、Page Cleaner Thread

        将脏页刷新操作放在单独的线程中执行。目的是为了减轻Master Thread的工作以及对于用户查询线程的阻塞。

    2.3.2  内存

    1、缓冲池

        InnoDB是基于磁盘存储的，将其中的记录按照页的方式进行管理。缓冲池用来弥补磁盘速度相对于内存慢对数据库性能的影响。

        缓冲池中缓存的数据页：索引页、数据页、undo页、插入缓冲、自适应哈希索引、InnoDB存储的锁信息、数据字典信息等。

        InnoDB内存数据对象：缓冲池（索引页、数据页、插入缓冲、自适应哈希索引、InnoDB存储的锁信息、数据字典信息等）、重做日志缓冲、额外内存池。

        允许有多个缓冲池实例，每个页根据哈希值分配平均分配到不同缓冲池实例中，这样做减少了数据库内部的资源竞争，增加数据库并发处理能力。

    2、LRU List、Free List和Flush List

    数据库中的缓冲池是通过LRU算法进行管理的。InnoDB缓冲池中的页默认16KB。InnoDB对LRU进行了优化，在LRU列表中加入了midpoint位置，读取最新的页是放在该位置，默认是LRU长度的5/8处。

    3、重做日志缓冲

    InnoDB首先将重做日志信息放到该缓冲，然后按照一定频率将其刷新到重做日志文件。默认8MB.

    4、额外的内存池

2.4  Checkpoint技术

    Checkpoint（检查点）技术目的是解决如下问题：缩短数据库的恢复时间；缓冲池不够用时将脏页刷新到磁盘；重做日志不可用时刷新脏页。

2.5  Master Thread 工作方式

2.6  InnoDB关键特性

    插入缓冲、两次写、自适应哈希索引、异步IO、刷新邻接页。

    2.6.1  插入缓冲

    1、Insert Buffer

    由于B+树的特性决定了非聚集索引插入的离散性，因而InnoDB设计了Insert Buffer，对于非聚集索引的插入或者更新操作，不是每一次都直接插入到索引页中，而是先判断插入的非聚集索引页是否存在缓冲池中，若在，则直接插入；若不在，则先放到Insert Buffer对象中。

    Insert Buffer的使用满足：索引是辅助索引，索引不是唯一的。当满足这两个条件InnoDB才会使用Insert Buffer，这样能提高插入操作的性能。

    insert buffer 也是B+树实现的。

    2、Change Buffer

    可以看做是Insert Buffer的升级。可以对insert、delete、update进行缓冲，分别是：Insert Buffer、Delete Buffer、Purge Buffer。

    Change Buffer也要求索引是非唯一的辅助索引。

    2.6.2  两次写

    两次写保证InnoDB数据页的可靠性。

    当应用重做日志前，用户需要一个页的副本，当写入失效时，先通过页的副本还原该页，再进行重做，这就是两次写。

    两次写组成：一部分是内存中的doublewrite buffer（2MB）,另一部分是物理磁盘上共享表空间中连续的128个页，即2个区，大小也是2MB.2.6.

    2.6.3  自适应哈希索引

    InnoDB会监控对各索引页的查询，如果发现建立哈希索引可以提升速度，则建立哈希索引，这就是自适应哈希索引（AHI）。AHI通过缓冲池的B+树页构造而来。AHI要求对这个页的连续访问模式必须是一样的。、，并且以该模式访问了100次，页通过该模式访问了N次（N=页中记录*1/16）

    2.6.4  异步IO

    2.6.5  刷新邻接页

    当刷新一个脏页时，InnoDB会检查该页所在的区的所有页，如果是脏页，那么一起进行刷新。

2.7  启动、关闭与恢复

第3章  文件

    本章介绍MySQL数据库和InnoDB存储引擎的各种类型文件。

    参数文件：告诉MySQL数据库实例在哪里可以找到数据库文件，并且指定某些初始化参数等；

    日志文件：用来记录MySQL实例对某种条件作出的响应时写入的文件，例如：错误日志文件、二进制日志文件、慢查询日志文件、查询日志文件；

    socket文件：当用UNIX域套接字方式进行连接时需要的文件；

    pid文件：MySQL实例的进程ID文件；

    MySQL表结构文件：用来存放MySQ表结构定义文件；

     存储引擎文件：存储引擎真正存储了记录和索引等数据。    

3.1  参数文件

    MySQL数据库的参数文件是以文本方式进行存储的。

    3.1.1  什么是参数？

    数据库参数可以看成一个键值对。

    3.1.2  参数类型

    MySQL数据库中参数分为：

        动态参数：可以在MySQL实例运行中进行更改。

        静态参数：在整个实例生命周期内都不能更改。

3.2  日志文件

    日志文件记录了影响MySQL数据库的各种类型活动。MySQL常见文件：错误日志文件、二进制日志文件、慢查询日志文件、查询日志文件。

    3.2.1  错误日志

    错误日志文件对MySQL的启动、运行、关闭过程进行记录。可以得到进行数据库优化的信息。

    3.2.2  慢查询日志

    慢查询日志可以定位可能存在问题的sql语句，从而进行sql层面的优化。

    3.2.3  查询日志

    查询日志记录了所有对MySQL数据库请求的信息，无论这些请求是否得到正确的执行。

    3.2.4  二进制日志

    二进制日志记录了对MySQL数据库执行更改的所有操作，不包括select、show这类操作。

    二进制日志作用：恢复、复制、审计。

3.3  套接字文件

3.4  pid文件

3.5  表结构定义文件

    MySQL数据的存储是根表进行的，每个表都会与之对应的文件。MySQL中以frm为后缀的文件，记录了表的表结构定义，frm还用来存放视图的定义。

3.6  InnoDB存储引擎文件

    之前介绍的文件都是MySQL数据库本身的文件，和存储引擎无关。与innoDB存储引擎相关的文件有：表空间文件、重做日志文件，

    3.6.1  表空间文件

    InnoDB采用将存储的数据按照表空间进行存放的设计。默认10MB，名为ibdata1.

    3.6.2  重做日志文件

第4章 表

4.1  索引组织表

    在InnoDB存储引擎中，表都是根据主键顺序组织存放的，这种存储方式的表称为索引组织表。若是创建表没有显示定义主键，InnoDB会将表中的第一个非空唯一索引设置为主键，若是没有非空唯一的索引，InnoDB自动创建一个6字节大小的指针。

4.2  InnoDB逻辑存储结构

     InnoDB存储引擎将所有的数据存储在表空间中。InnoDB逻辑存储结构：表—段—区—页—行 

    4.2.1  表空间

    表空间是InnoDB所有数据存放的地方。

    4.2.2  段

    表空间由各个段组成，常见的段有数据段、索引段、回滚段等。数据段就是B+树的叶子节点，索引段就是B+树的非索引节点。

    4.2.3 区

    区是由连续页组成的空间，在任何情况下每个区都是1MB。为了保证区的连续性，通常InnoDB申请4~5个区。默认页是16kB,即一个区中有64个连续页。

    4.2.4  页

    页（块）是InnoDB磁盘管理的最小单位，默认16KB，也可以设置为4KB 、8KB、16KB.

    常见的页类型：

    数据页、undo页、系统页、事务数据页、插入缓冲位图页、插入缓冲空闲列表页、未压缩的二进制大对象页、压缩的二进制大对象页。

    4.2.5  行

    InnoDB是面向列的，也就是说数据是按行进行存放的。每个页存放16KB/2-200行的记录，就是7992行记录。

4.3  InnoDB行记录格式

    InnoDB提供了Compact和Redundant两种格式来存放行记数据。

4.4  InnoDB数据页结构

    InnoDB数据页组成：File Header（文件头）、Page Header（页头）、Infimun和Supremun Records、User Records（行记录）、Free Space（空闲空间）、Page Directory（页目录）、File Trailer（文件结尾信息） 

4.5  Named File Formats机制

    InnoDB通过Named File Formats机制来解决不同版本下页结构兼容性问题。

4.6  约束

    4.6.1  数据完整性

    关系数据库本身能保证存储的数据的完整性，不需要应用程序的控制。数据完整性有：实体完整性、域完整性（用户自定义完整性）、参照完整性.

    InnoDB中的约束：主键约束、唯一约束、外键约束、默认约束

    4.6.2  约束的创建和查找

    4.6.3 约束和索引的区别

    约束是逻辑的概念，用来保证数据的完整性；而索引是一个数据结构，既有逻辑上的概念，在数据库中还代表着物理存储方式。

    4.6.6  触发器与约束

    一个表最多创建6个触发器，分别为insert、update、delete、的before和after各定义一个。

4.7  视图

    视图（View）是一个虚表，可以当做表使用，视图中只存放了定义不存放实际的数据，实际的数据还在基本表中。虽然视图是虚表，但是对视图的更新操作本质上是通过

作者：我是一禅呐
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