MySQL的InnoDB引擎入门学习教程

mysql发展到今天，innodb引擎已经作为绝对的主力，除了像大数据量分析等比较特殊领域需求外，它适用于众多场景。然而，仍有不少开发者还在“执迷不悟”的使用myisam引擎，觉得对innodb无法把握好，还是myisam简单省事，还能支持快速count(*)。本文是由于最近几天帮忙处理discuz论坛有感而发，希望能对广大开发者有帮助。

1. 快速认识innodb
innodb是mysql下使用最广泛的引擎，它是基于mysql的高可扩展性和高性能存储引擎，从5.5版本开始，它已经成为了默认引擎。
innodb引擎支持众多特性：

a) 支持acid，简单地说就是支持事务完整性、一致性；
b) 支持行锁，以及类似oracle的一致性读，多用户并发；
c) 独有的聚集索引主键设计方式，可大幅提升并发读写性能；
d) 支持外键；
e) 支持崩溃数据自修复；
innodb有这么多特性，比myisam来的优秀多了，还犹豫什么，果断的切换到innodb引擎吧 :)

2. 修改innodb配置选项
可以选择官方版本，或者percona的分支，如果不知道在哪下载，就google吧。
安装完mysql后，需要适当修改下my.cnf配置文件，针对innodb相关的选项做一些调整，才能较好的运行innodb。
相关的选项有：

#innodb存储数据字典、内部数据结构的缓冲池，16mb 已经足够大了。
innodb_additional_mem_pool_size = 16m

#innodb用于缓存数据、索引、锁、插入缓冲、数据字典等
#如果是专用的db服务器，且以innodb引擎为主的场景，通常可设置物理内存的50%
#如果是非专用db服务器，可以先尝试设置成内存的1/4，如果有问题再调整
#默认值是8m，非常坑x，这也是导致很多人觉得innodb不如myisam好用的缘故
innodb_buffer_pool_size = 4g

#innodb共享表空间初始化大小，默认是 10mb，也非常坑x，改成 1gb，并且自动扩展
innodb_data_file_path = ibdata1:1g:autoextend

#如果不了解本选项，建议设置为1，能较好保护数据可靠性，对性能有一定影响，但可控
innodb_flush_log_at_trx_commit = 1

#innodb的log buffer，通常设置为 64mb 就足够了
innodb_log_buffer_size = 64m

#innodb redo log大小，通常设置256mb 就足够了
innodb_log_file_size = 256m

#innodb redo log文件组，通常设置为 2 就足够了
innodb_log_files_in_group = 2

#启用innodb的独立表空间模式，便于管理
innodb_file_per_table = 1

#启用innodb的status file，便于管理员查看以及监控等
innodb_status_file = 1

#设置事务隔离级别为 read-commited，提高事务效率，通常都满足事务一致性要求
transaction_isolation = read-committed 
在这里，其他配置选项也需要注意：

#设置最大并发连接数，如果前端程序是php，可适当加大，但不可过大
#如果前端程序采用连接池，可适当调小，避免连接数过大
max_connections = 60

#最大连接错误次数，可适当加大，防止频繁连接错误后，前端host被mysql拒绝掉
max_connect_errors = 100000

#设置慢查询阀值，建议设置最小的 1 秒
long_query_time = 1

#设置临时表最大值，这是每次连接都会分配，不宜设置过大 max_heap_table_size 和 tmp_table_size 要设置一样大
max_heap_table_size = 96m
tmp_table_size = 96m

#每个连接都会分配的一些排序、连接等缓冲，一般设置为 2mb 就足够了
sort_buffer_size = 2m
join_buffer_size = 2m
read_buffer_size = 2m
read_rnd_buffer_size = 2m

#建议关闭query cache，有些时候对性能反而是一种损害
query_cache_size = 0

#如果是以innodb引擎为主的db，专用于myisam引擎的 key_buffer_size 可以设置较小，8mb 已足够
#如果是以myisam引擎为主，可设置较大，但不能超过4g
#在这里，强烈建议不使用myisam引擎，默认都是用innodb引擎
key_buffer_size = 8m

#设置连接超时阀值，如果前端程序采用短连接，建议缩短这2个值
#如果前端程序采用长连接，可直接注释掉这两个选项，是用默认配置(8小时)
interactive_timeout = 120
wait_timeout = 120

3. 开始使用innodb引擎
修改完配置文件，即可启动mysql。启动完毕后，在mysql的datadir目录下，若产生以下几个文件，则表示应该可以使用innodb引擎了。

-rw-rw---- 1 mysql mysql 1.0g sep 21 17:25 ibdata1
-rw-rw---- 1 mysql mysql 256m sep 21 17:25 ib_logfile0
-rw-rw---- 1 mysql mysql 256m sep 21 10:50 ib_logfile1

登录mysql后，执行命令，确认已启用innodb引擎：

(root:imysql.cn:thu oct 15 09:16:22 2009)[mysql]> show engines;
+------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| engine   | support | comment                            | transactions | xa  | savepoints |
+------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| innodb   | yes   | supports transactions, row-level locking, and foreign keys   | yes     | yes | yes    |

接下来创建一个innodb表：

(root:imysql.cn:thu oct 15 09:16:22 2009)[mysql]> 
create table my_innodb_talbe(
id int unsigned not null auto_increment,
name varchar(20) not null default '',
passwd varchar(32) not null default '',
primary key(id),
unique key `idx_name`(name)
) engine = innodb;

有几个和mysql(尤其是innodb引擎)数据表设计相关的建议，希望开发者朋友能遵循：

a) 所有innodb数据表都创建一个和业务无关的自增数字型作为主键，对保证性能很有帮助；
b) 杜绝使用text/blob，确实需要使用的，尽可能拆分出去成一个独立的表；
c) 时间戳建议使用 timestamp 类型存储；
d) ipv4 地址建议用 int unsigned 类型存储；
e) 性别等非是即非的逻辑，建议采用 tinyint 存储，而不是 char(1)；
f) 存储较长文本内容时，建议采用json/bson格式存储；

4.了解innodb的存储结构
从物理意义上来讲，innodb表由共享表空间、日志文件组（redo文件组）、表结构定义文件组成。若将innodb_file_per_table设置为on，则系统将为每一个表单独的生成一个table_name.ibd的文件，在此文件中，存储与该表相关的数据、索引、表的内部数据字典信息。表结构文件则以.frm结尾，这与存储引擎无关。

　　以下为innodb的表空间结构图：

在innodb存储引擎中，默认表空间文件是ibdata1，初始化为10m，且可以扩展，如下图所示：

实际上，innodb的表空间文件是可以修改的，使用以下语句就可以修改：

innodb_data_file_path=ibdata1:370m；ibdata2:50m:autoextend

　　使用共享表空间存储方式时，innodb的所有数据保存在一个单独的表空间里面，而这个表空间可以由很多个文件组成，一个表可以跨多个文件存在，所以其大小限制不再是文件大小的限制，而是其自身的限制。从innodb的官方文档中可以看到，其表空间的最大限制为64tb，也就是说，innodb的单表限制基本上也在64tb左右了，当然这个大小是包括这个表的所有索引等其他相关数据。

　　而在使用单独表空间存储方式时，每个表的数据以一个单独的文件来存放，这个时候的单表限制，又变成文件系统的大小限制了。

　　以下即为不同平台下，单独表空间文件最大限度。

operating system  file-size limit
win32 w/ fat/fat32  2gb/4gb
win32 w/ ntfs          2tb (possibly larger)
linux 2.4+          (using ext3 file system) 4tb
solaris 9/10          16tb
macos x w/ hfs+         2tb
netware w/nss file system  8tb

以下是mysql文档中的内容：
windows用户请注意： fat和vfat (fat32)不适合mysql的生产使用。应使用ntfs。

共享表空间与独占表空间可以通过参数innodb_file_per_table来转换，若为1，则开启独占表空间，否则，开启共享表存储。

在服务器资源有限,单表数据不是特别多的情况下, 独立表空间明显比共享方式效率更高 . 但是mysql 默认是共享表空间 。

具体的共享表空间和独立表空间优缺点如下：

共享表空间：
优点：
可以放表空间分成多个文件存放到各个磁盘上（表空间文件大小不受表大小的限制，如一个表可以分布在不同步的文件上）。数据和文件放在一起方便管理。
缺点：
所有的数据和索引存放到一个文件中以为着将有一个很常大的文件，虽然可以把一个大文件分成多个小文件，但是多个表及索引在表空间中混合存储，这样对于一个表做了大量删除操作后表空间中将会有大量的空隙，特别是对于统计分析，日值系统这类应用最不适合用共享表空间。

独立表空间：在配置文件（my.cnf）中设置： innodb_file_per_table

优点：
1．  每个表都有自已独立的表空间。
2．  每个表的数据和索引都会存在自已的表空间中。
3．  可以实现单表在不同的数据库中移动。
4．  空间可以回收（除drop table操作处，表空不能自已回收）
a)         drop table操作自动回收表空间，如果对于统计分析或是日值表，删除大量数据后可以通过:alter table tablename engine=innodb;回缩不用的空间。
b)         对于使innodb-plugin的innodb使用truncate table也会使空间收缩。
c)         对于使用独立表空间的表，不管怎么删除，表空间的碎片不会太严重的影响性能，而且还有机会处理。
缺点：
单表增加过大，如超过100个g。

对于启用了innodb_file_per_table 的参数选项之后，在每个表对应的.idb文件内只是存放了数据、索引和插入缓冲，而撤销（undo）信息，系统事务信息，二次写缓冲等还是存放在了原来的共享表空间内。

数据段即b+树的叶节点，索引段即为b+树的非索引节点。

innodb存储引擎的管理是由引擎本身完成的，表空间是由分散的页和段组成。

区由64个连续的页组成，每个页大小为16k，即每个区大小为1mb，创建新表时，先有32页大小的碎片页存放数据，使用完后才是区的申请，（innodb最多每次申请4个区，保证数据的顺序性能）

页类型有：数据页、undo页、系统页、事务数据页、插入缓冲位图页、以及插入缓冲空闲列表页。