数据库学习（七）——MySQL执行引擎

一、MySQL 执行引擎

在 MySQL 中，执行引擎（存储引擎，Storage Engine） 是数据库的核心组件之一，负责数据的存储、检索、更新、删除等底层实现。

MySQL 中几种常见的执行引擎：

引擎名称	是否支持事务	是否支持行级锁	是否支持外键	索引类型	特点简述	适用场景
InnoDB	✅	✅	✅	B+ 树、全文索引等	默认引擎，支持事务、崩溃恢复、行锁，多版本控制 (MVCC)	高并发写、事务场景
MyISAM	❌	❌ （表锁）	❌	B+ 树、全文索引等	读性能好，占用资源少，但不支持事务和行锁	只读场景、日志分析
Memory	❌	❌ （表锁）	❌	哈希索引、B+ 树索引可选	数据存储在内存中，速度快，重启即丢数据	缓存临时数据、排序中间结果
CSV	❌	❌	❌	无	每个表一个 .csv 文件，便于导入导出	简单数据交换场景
Archive	❌	❌	❌	无或极简索引	高压缩比，适合只写不读的归档数据	日志归档、历史数据
Federated	❌	❌	❌	依赖远程端索引	查询远程服务器上的表，类似数据库间连接	跨库查询
NDB（Cluster）	✅	✅	✅	哈希、B+树	分布式存储，适用于 MySQL Cluster，高可用、高冗余	高可用集群部署

二、执行引擎分类

1. InnoDB（默认）

• 支持事务：ACID、两阶段提交；
• 支持 MVCC：多版本并发控制；
• 支持外键：唯一支持外键约束的引擎；
• 行级锁：减少锁冲突，适合并发；
• Crash-safe：配合 redo log 和 undo log；
• B+ 树索引：聚簇索引（主键）+ 二级索引。

适用于大多数业务系统，尤其是有事务需求、并发高的 OLTP 系统。

2. MyISAM

• 不支持事务和外键；
• 表级锁：读取快，但写入竞争大；
• 压缩表支持：MyISAM 表可以压缩，提高存储效率；
• 全文索引支持早：在老版本 MySQL 中早于 InnoDB 支持全文索引。

适用于以读为主的报表系统或数据仓库，但已逐渐被 InnoDB 替代。

3. Memory（Heap）

• 数据存储在内存中；
• 速度极快，但 断电/重启即丢数据；
• 仅表级锁；
• 默认使用 哈希索引，也可改为 B+ 树。

适用于临时表、排行榜、会话数据等不需要持久化的高速读写场景。

4. Archive

• 只支持 INSERT 和 SELECT；
• 高压缩比、低存储开销；
• 不支持索引或只支持 minimal 索引。

适用于日志归档、审计数据存储等写多读少的业务。

5. Federated

• 表数据存在远程服务器；
• 本地仅存连接信息，查询时连接远端执行；
• 不支持事务、索引依赖远程库。

适用于简单跨数据库查询，但存在网络延迟和维护问题。

三、查看和指定执行引擎

查看当前表的执行引擎：

SHOW TABLE STATUS WHERE Name = 'your_table';

或

SHOW CREATE TABLE your_table;

指定表的执行引擎：

CREATE TABLE example (
  id INT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(50)
) ENGINE = InnoDB;

四、执行引擎工作流程

在 MySQL 中，执行引擎（准确说是存储引擎）的工作流程是在语法层、优化层处理完后，如何真正与底层数据交互、执行具体操作的过程。

1. SQL 执行整体流程（与执行引擎的关系）

客户端 SQL -> 连接层 -> 分析器 -> 优化器 -> 执行器 -> 执行引擎（存储引擎） -> 磁盘数据

执行引擎是在执行器调度下，真正执行对数据的增删改查操作的底层组件。

2. 执行引擎工作流程（以 InnoDB 为例）

以查询语句为例：

SELECT * FROM users WHERE id = 1;

执行引擎处理流程如下图所示：

┌──────────────────────────┐
│         执行器            │ ← 解析SQL后决定使用 InnoDB
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌──────────────────────────┐
│     InnoDB 执行引擎       │ ← 执行器调用接口，如 row_search_for_mysql()
├──────────────────────────┤
│ 1. 检查 Buffer Pool       │ ← 内存中是否已有页（缓存）
│ 2. 否 → 读取磁盘页 → 缓存  │
│ 3. 扫描索引（如 B+ 树）    │ ← 聚簇索引/辅助索引
│ 4. 返回数据行             │
└──────────────────────────┘

五、InnoDB 执行引擎模块

模块	功能说明
Buffer Pool	内存缓存页：索引页、数据页、undo页；优先读取缓存，未命中则从磁盘读入
索引管理器	支持聚簇索引（主键）和二级索引（普通索引）；B+树结构快速定位
事务管理器	支持 ACID，管理 Redo Log、Undo Log；控制 MVCC 和锁
锁管理器	提供行级锁、意向锁、Gap锁、Next-key锁等
日志管理器	Redo Log（恢复），Undo Log（回滚、MVCC），Binlog（复制）
文件管理器	管理表空间、页文件、数据页读写；协调磁盘I/O

六、不同操作的执行流程

1. 查询（SELECT）

SELECT * FROM users WHERE id = 1;

流程如下：

1. 执行器调用 InnoDB；
2. 查找 Buffer Pool（缓存页）；
3. 若无，磁盘读取页；
4. 使用聚簇索引/二级索引定位记录；
5. 返回数据 + 记录一致性读版本（MVCC）；

若是 FOR UPDATE 则获取排他锁。

2. 插入（INSERT）

INSERT INTO users (name) VALUES ('Alice');

流程：

1. 构造记录 → 写 Buffer Pool；
2. 记录 Undo Log（用于回滚）；
3. 写 Redo Log（prepare）；
4. 提交时写 Binlog + Redo commit；
5. 后台刷脏页到磁盘。

3. 更新/删除（UPDATE / DELETE）

流程类似插入，区别在于：

• 扫描行 → 检查可见性（MVCC）；
• 修改时生成 Undo 版本；
• 并在提交前记录 redo、binlog。