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：
- 执行器调用 InnoDB；
- 查找 Buffer Pool（缓存页）；
- 若无，磁盘读取页；
- 使用聚簇索引/二级索引定位记录；
- 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：
- 构造记录 → 写 Buffer Pool；
- 记录
Undo Log（用于回滚）； - 写
Redo Log（prepare）； - 提交时写
Binlog+Redo commit； - 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。