存儲引擎
概念
數據庫存儲引擎是數據庫底層軟件組織，數據庫管理系統（DBMS）使用數據引擎進行創建、查詢、
更新和刪除數據。不同的存儲引擎提供不同的存儲機制、索引技巧、鎖定水平等功能，使用不同
的存儲引擎，還可以 獲得特定的功能。現在許多不同的數據庫管理系統都支持多種不同的數據引
擎。
存儲引擎主要有： 1. MyIsam , 2. InnoDB, 3. Memory, 4. Archive, 5. Federated 。
InnoDB（B+樹）
InnoDB 底層存儲結構為B+樹， B樹的每個節點對應innodb的一個page，page大小是固定的，
一般設為 16k。其中非葉子節點只有鍵值，葉子節點包含完成數據。
適用場景：
1）經常更新的表，適合處理多重併發的更新請求。
2）支持事務。
3）可以從災難中恢復（通過 bin-log 日誌等）。
4）外鍵約束。只有他支持外鍵。
5）支持自動增加列屬性 auto_increment。
TokuDB（Fractal Tree-節點帶數據）
TokuDB 底層存儲結構為 Fractal Tree,Fractal Tree 的結構與 B+樹有些類似, 在 Fractal Tree
中，每一個 child 指針除了需要指向一個 child 節點外，還會帶有一個 Message Buffer ，這個
Message Buffer 是一個 FIFO 的隊列，用來緩存更新操作。
例如，一次插入操作只需要落在某節點的 Message Buffer 就可以馬上返回了，並不需要搜索到葉
子節點。這些緩存的更新會在查詢時或後臺異步合併應用到對應的節點中。
TokuDB 在線添加索引，不影響讀寫操作, 非常快的寫入性能， Fractal-tree 在事務實現上有優
勢。 他主要適用於訪問頻率不高的數據或歷史數據歸檔。
MyIASM
MyIASM是 MySQL默認的引擎，但是它沒有提供對數據庫事務的支持，也不支持行級鎖和外鍵，
因此當 INSERT(插入)或 UPDATE(更新)數據時即寫操作需要鎖定整個表，效率便會低一些。
ISAM 執行讀取操作的速度很快，而且不佔用大量的內存和存儲資源。在設計之初就預想數據組織
成有固定長度的記錄，按順序存儲的。
---ISAM 是一種靜態索引結構，缺點是它不 支持事務處理。
Memory
Memory（也叫 HEAP）堆內存：使用存在內存中的內容來創建表。每個 MEMORY 表只實際對應
一個磁盤文件。MEMORY 類型的表訪問非常得快，因為它的數據是放在內存中的，並且默認使用
HASH 索引。但是一旦服務關閉，表中的數據就會丟失掉。 Memory 同時支持散列索引和 B 樹索
引，B樹索引可以使用部分查詢和通配查詢，也可以使用和>=等操作符方便數據挖掘，散列索
引相等的比較快但是對於範圍的比較慢很多。
索引
索引（Index）是幫助 MySQL 高效獲取數據的數據結構。常見的查詢算法,順序查找,二分查找,二
叉排序樹查找,哈希散列法,分塊查找,平衡多路搜索樹 B 樹（B-tree）
常見索引原則
1.選擇唯一性索引
唯一性索引的值是唯一的，可以更快速的通過該索引來確定某條記錄。
2.為經常需要排序、分組和聯合操作的字段建立索引：
3．為常作為查詢條件的字段建立索引。
4．限制索引的數目：
越多的索引，會使更新表變得很浪費時間。
5.儘量使用數據量少的索引
如果索引的值很長，那麼查詢的速度會受到影響。
6.儘量使用前綴來索引
如果索引字段的值很長，最好使用值的前綴來索引。
7．刪除不再使用或者很少使用的索引
8 . 最左前綴匹配原則，非常重要的原則。
9 . 儘量選擇區分度高的列作為索引
10.區分度的公式是表示字段不重複的比例
11 .索引列不能參與計算，保持列“乾淨”：帶函數的查詢不參與索引。
12 .儘量的擴展索引，不要新建索引。
數據庫三範式
範式是具有最小冗餘的表結構。範式具體如下：
第一範式(1st NF －列都是不可再分)
第一範式的目標是確保每列的原子性:如果每列都是不可再分的最小數據單元（也稱為最小的原子
單元），則滿足第一範式（1NF）
第二範式(2nd NF －每個表只描述一件事情)
首先滿足第一範式，並且表中非主鍵列不存在對主鍵的部分依賴。 第二範式要求每個表只描述一
件事情。
第三範式(3rd NF－ 不存在對非主鍵列的傳遞依賴)
第三範式定義是，滿足第二範式，並且表中的列不存在對非主鍵列的傳遞依賴。除了主鍵訂單編
號外，顧客姓名依賴於非主鍵顧客編號。
數據庫是事務
事務(TRANSACTION)是作為單個邏輯工作單元執行的一系列操作，這些操作作為一個整體一起向
系統提交，要麼都執行、要麼都不執行 。事務是一個不可分割的工作邏輯單元
事務必須具備以下四個屬性，簡稱 ACID 屬性：
原子性（Atomicity）
1. 事務是一個完整的操作。事務的各步操作是不可分的（原子的）；要麼都執行，要麼都不執
行。
一致性（Consistency）
2. 當事務完成時，數據必須處於一致狀態。隔離性（Isolation）
3. 對數據進行修改的所有併發事務是彼此隔離的，這表明事務必須是獨立的，它不應以任何方
式依賴於或影響其他事務。
永久性（Durability）
4. 事務完成後，它對數據庫的修改被永久保持，事務日誌能夠保持事務的永久性。
存儲過程(特定功能的 SQL 語句集)
一組為了完成特定功能的 SQL 語句集，存儲在數據庫中，經過第一次編譯後再次調用不需要再次
編譯，用戶通過指定存儲過程的名字並給出參數（如果該存儲過程帶有參數）來執行它。存儲過
程是數據庫中的一個重要對象。
存儲過程優化思路：
1. 儘量利用一些 sql 語句來替代一些小循環，例如聚合函數，求平均函數等。
2. 中間結果存放於臨時表，加索引。
3. 少使用遊標。sql 是個集合語言，對於集合運算具有較高性能。而 cursors 是過程運算。比如
對一個 100 萬行的數據進行查詢。遊標需要讀表 100 萬次，而不使用遊標則只需要少量幾次
讀取。
4. 事務越短越好。sqlserver 支持併發操作。如果事務過多過長，或者隔離級別過高，都會造成
併發操作的阻塞，死鎖。導致查詢極慢，cpu 佔用率極地。
5. 使用 try-catch 處理錯誤異常。
6. 查找語句儘量不要放在循環內。
觸發器(一段能自動執行的程序)
觸發器是一段能自動執行的程序，是一種特殊的存儲過程，觸發器和普通的存儲過程的區別是：
觸發器是當對某一個表進行操作時觸發。諸如：update、insert、delete 這些操作的時候，系統
會自動調用執行該表上對應的觸發器。SQL Server 2005 中觸發器可以分為兩類：DML 觸發器和
DDL 觸發器，其中 DDL 觸發器它們會影響多種數據定義語言語句而激發，這些語句有 create、
alter、drop 語句。
數據庫併發策略
併發控制一般採用三種方法，分別是樂觀鎖和悲觀鎖以及時間戳。
樂觀鎖
樂觀鎖認為一個用戶讀數據的時候，別人不會去寫自己所讀的數據；悲觀鎖就剛好相反，覺得自
己讀數據庫的時候，別人可能剛好在寫自己剛讀的數據，其實就是持一種比較保守的態度；時間
戳就是不加鎖，通過時間戳來控制併發出現的問題。
悲觀鎖
悲觀鎖就是在讀取數據的時候，為了不讓別人修改自己讀取的數據，就會先對自己讀取的數據加
鎖，只有自己把數據讀完了，才允許別人修改那部分數據，或者反過來說，就是自己修改某條數
據的時候，不允許別人讀取該數據，只有等自己的整個事務提交了，才釋放自己加上的鎖，才允
許其他用戶訪問那部分數據。
時間戳
時間戳就是在數據庫表中單獨加一列時間戳，比如“TimeStamp”，每次讀出來的時候，把該字
段也讀出來，當寫回去的時候，把該字段加1，提交之前 ，跟數據庫的該字段比較一次，如果比數
據庫的值大的話，就允許保存，否則不允許保存，這種處理方法雖然不使用數據庫系統提供的鎖
機制，但是這種方法可以大大提高數據庫處理的併發量，
以上悲觀鎖所說的加“鎖”，其實分為幾種鎖，分別是：排它鎖（寫鎖）和共享鎖（讀鎖）。
數據庫鎖
行級鎖
行級鎖是一種排他鎖，防止其他事務修改此行；在使用以下語句時，Oracle 會自動應用行級鎖：
1. INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT … FOR UPDATE [OF columns] [WAIT n | NOWAIT];
2. SELECT … FOR UPDATE 語句允許用戶一次鎖定多條記錄進行更新
3. 使用 COMMIT 或 ROLLBACK 語句釋放鎖。
表級鎖
表示對當前操作的整張表加鎖，它實現簡單，資源消耗較少，被大部分 MySQL 引擎支持。最常使
用的 MYISAM 與 INNODB 都支持表級鎖定。表級鎖定分為表共享讀鎖（共享鎖）與表獨佔寫鎖
（排他鎖）。
頁級鎖
頁級鎖是 MySQL 中鎖定粒度介於行級鎖和表級鎖中間的一種鎖。表級鎖速度快，但衝突多，行級
衝突少，但速度慢。所以取了折衷的頁級，一次鎖定相鄰的一組記錄。BDB 支持頁級鎖
未完待續…………
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