面試 | MySQL 中 InnoDB 和 MyISAM 的聯(lián)系與區(qū)別

很多同學(xué)在面試中會(huì)被問到數(shù)據(jù)庫(kù)的問題，而常被問到的一個(gè)問題就是：

MySQL 中的 InnoDB 和 MyISAM 之間是什么關(guān)系，分別有什么特點(diǎn)？

許多同學(xué)都把 MySQL 作為自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，但是可能用過(guò)最多的就是 SQL 語(yǔ)句，以及一些 ORM 的寫法，而對(duì)底層的實(shí)現(xiàn)了解甚少，比如上述問題中，InnoDB 和 MyISAM 分別是什么，可能都不是非常清楚。然而在一些大型公司（比如騰訊）的面試題中，可能會(huì)高頻率地出現(xiàn)這類的問題，所以對(duì)于這類問題的正確理解，就顯得非常重要了。

其實(shí) InnoDB 和 MyISAM 是 MySQL 的兩個(gè)「存儲(chǔ)引擎」。

下面我將詳細(xì)闡述一下這兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別。

面試 | MySQL 中 InnoDB 和 MyISAM 的聯(lián)系與區(qū)別

數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎

數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎是數(shù)據(jù)庫(kù)底層軟件組織，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）使用數(shù)據(jù)引擎進(jìn)行創(chuàng)建、查詢、更新和刪除數(shù)據(jù)。不同的存儲(chǔ)引擎提供不同的存儲(chǔ)機(jī)制、索引技巧、鎖定水平等功能，使用不同的存儲(chǔ)引擎，還可以獲得特定的功能。

如何知道自己的數(shù)據(jù)庫(kù)用的什么引擎呢？

SHOW ENGINES;

我們可以看出數(shù)據(jù)庫(kù)為我們提供了非常多的存儲(chǔ)引擎，從表中看出，InnoDB 的 Support 列是 DEFAULT，表明在我的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，InnoDB 是默認(rèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，不過(guò) MySQL 對(duì)于多引擎有很好的兼容，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上不同的數(shù)據(jù)庫(kù)完全可以使用不同的數(shù)據(jù)引擎，甚至一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的多個(gè)表也可以使用不同的引擎。

從一些文檔中我們可以總結(jié)出這兩個(gè)引擎的一些差異：

InnoDB 支持事務(wù)，MyISAM 不支持，對(duì)于 InnoDB 每一條 SQL 語(yǔ)句都默認(rèn)封裝成事務(wù)進(jìn)行提交，這樣就會(huì)影響速度，優(yōu)化速度的方式是將多條 SQL 語(yǔ)句放在 begin 和 commit 之間，組成一個(gè)事務(wù)；
InnoDB 支持外鍵，而 MyISAM 不支持。

所以如果一個(gè)表修改要求比較高的事務(wù)處理，可以選擇 InnoDB。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中可以將查詢要求比較高的表選擇 MyISAM 存儲(chǔ)。如果該數(shù)據(jù)庫(kù)需要一個(gè)用于查詢的臨時(shí)表，甚至可以考慮選擇 MEMORY 存儲(chǔ)引擎。

但是為什么 InnoDB 和 MyISAM 之間會(huì)有這些差異呢？我們需要了解一下對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存引擎的底層原理。

存儲(chǔ)引擎原理

首先針對(duì)可能面試會(huì)問到的問題「MyISAM 和 InnoDB 兩種引擎所使用的索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么」做一個(gè)回答：

都是 B+ 樹，不過(guò)區(qū)別在于：

MyISAM 中 B+ 樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的內(nèi)容是實(shí)際數(shù)據(jù)的地址值，它的索引和實(shí)際數(shù)據(jù)是分開的，只不過(guò)使用索引指向了實(shí)際數(shù)據(jù)。這種索引的模式被稱為非聚集索引。
InnoDB 中 B+ 樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)的都是實(shí)際的數(shù)據(jù)，這種索引有被稱為聚集索引。

B 樹和 B+ 樹

那么什么是 B+ 樹？

B+ 樹是 B 樹的一個(gè)變種，對(duì)于 B 樹來(lái)說(shuō)：

B 樹屬于多叉樹又名平衡多路查找樹，其規(guī)則是：

所有節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字是按遞增次序排列，并遵循左小右大原則
子節(jié)點(diǎn)數(shù)：非葉節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)>1，且<=M ，且M>=2，空樹除外（注：M階代表一個(gè)樹節(jié)點(diǎn)最多有多少個(gè)查找路徑，M=M 路,當(dāng) M=2 則是 2 叉樹,M=3 則是 3 叉）
關(guān)鍵字?jǐn)?shù)：枝節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字?jǐn)?shù)量大于等于 ceil(m/2)-1 個(gè)且小于等于 M-1 個(gè)（注：ceil() 是個(gè)朝正無(wú)窮方向取整的函數(shù) 如 ceil(1.1)結(jié)果為 2)
葉節(jié)點(diǎn)的指針為空且葉節(jié)點(diǎn)具有相同的深度

而對(duì)于 B+ 樹：

B+ 樹是 B 樹的一個(gè)升級(jí)版，相對(duì)于 B 樹來(lái)說(shuō) B+ 樹更充分的利用了節(jié)點(diǎn)的空間，讓查詢速度更加穩(wěn)定，其速度完全接近于二分法查找。

一個(gè) B+ 樹的 C++ 定義類似如下：

什么是索引

由于以上實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)中索引相關(guān)，關(guān)于索引，有以下知識(shí)：

唯一索引：唯一索引不允許兩行具有相同的索引值
主鍵索引：為表定義一個(gè)主鍵將自動(dòng)創(chuàng)建主鍵索引，主鍵索引是唯一索引的特殊類型。主鍵索引要求主鍵中的每個(gè)值是唯一的，并且不能為空
聚集索引（Clustered)：表中各行的物理順序與鍵值的邏輯（索引）順序相同，每個(gè)表只能有一個(gè)
非聚集索引（Non-clustered)：非聚集索引指定表的邏輯順序。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)位置，索引存儲(chǔ)在另一個(gè)位置，索引中包含指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的指針。可以有多個(gè)，小于 249 個(gè)

MyISAM

回到 MyISAM，其索引結(jié)構(gòu)如下圖所示，由于 MyISAM 的索引文件僅僅保存數(shù)據(jù)記錄的地址。在 MyISAM 中，主索引和輔助索引（Secondary key）在結(jié)構(gòu)上沒有任何區(qū)別：

MyISAM 中索引檢索的算法為首先按照 B+Tree 搜索算法搜索索引，如果指定的 Key 存在，則取出其 data 域的值，然后以 data 域的值為地址，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄。

InnoDB

對(duì)于 InnoDB 來(lái)說(shuō)，表數(shù)據(jù)文件本身就是按 B+Tree 組織的一個(gè)索引結(jié)構(gòu)，這棵樹的葉節(jié)點(diǎn) data 域保存了完整的數(shù)據(jù)記錄。

由于 InnoDB 利用的數(shù)據(jù)庫(kù)主鍵作為索引 Key，所以 InnoDB 數(shù)據(jù)表文件本身就是主索引，且因?yàn)?InnoDB 數(shù)據(jù)文件需要按照主鍵聚集，所以使用 InnoDB 作為數(shù)據(jù)引擎的表需要有個(gè)主鍵，如果沒有顯式指定的話 MySQL 會(huì)嘗試自動(dòng)選擇一個(gè)可以唯一標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的列作為主鍵，如果無(wú)法找到，則會(huì)生成一個(gè)隱含字段作為主鍵，這個(gè)字段長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，類型為長(zhǎng)整形。

小結(jié)

對(duì)于面試題來(lái)說(shuō)，一般只會(huì)被要求回答到 InnoDB 和 MyISAM 在使用上的區(qū)別，不過(guò)如果需要深究一下為什么會(huì)有那些區(qū)別的話，就需要了解其底層的實(shí)現(xiàn)原理，順便還需要對(duì)于 B+ 樹有一定的了解，相信讀者在讀完本文后已經(jīng)可以比較清晰地了解其背后的原理概要了，離拿到希望的 Offer 又近了一步。

本文作者：Nova Kwok

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