C++面试：数据库不同存储引擎的区别以及如何选择

基础

具体选择原则

Mysql如何选择

创建表时指定存储引擎

修改现有表的存储引擎

查看表的存储引擎

注意事项

总结

在数据库管理系统中，不同的存储引擎提供了不同的存储机制、索引技术、锁定水平和其他功能。以MySQL为例，它支持多种存储引擎，每个引擎都有其独特的特点，适合不同的应用场景。以下是一些常见的MySQL存储引擎及其特点的对比：

基础

InnoDB:
- 事务支持: 支持ACID事务，适合处理大量的短期事务。
- 行级锁定: 提高多用户并发操作的性能。
- 外键支持: 可以定义外键约束，维护数据的完整性。
- 崩溃恢复: 支持崩溃恢复。
- MVCC (多版本并发控制): 支持更一致的非锁定读，提高并发性能。
- 适用场景: 适合事务处理和高并发的应用，如在线交易处理系统。

事务支持 (ACID事务)

特性: InnoDB支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）事务。这意味着它可以确保即使在系统崩溃或其他意外事件中，数据库操作也能保持一致状态。
应用场景: 例如，在线银行系统或电子商务网站，在这些系统中，交易的完整性和一致性是非常重要的。

行级锁定

特性: InnoDB提供行级锁定而不是表级锁定。这减少了多个事务之间的锁定竞争，从而提高并发性能。
应用场景: 高并发的社交网络应用或在线预订系统，其中许多用户可能同时更新不同的记录。

外键支持

特性: InnoDB允许在表之间定义外键约束，这有助于维护数据的完整性和一致性。
应用场景: 企业级应用程序，例如客户关系管理（CRM）系统，这些系统中的数据之间有复杂的关系和依赖。

崩溃恢复

特性: InnoDB提供了崩溃后的自动恢复功能。通过使用日志文件，InnoDB能够在数据库崩溃后重建其状态。
应用场景: 几乎所有需要数据完整性和可靠性的应用，特别是在数据丢失可能导致严重问题的情况下，如金融交易记录。

MVCC (多版本并发控制)

特性: MVCC允许读取操作在不阻塞写入操作的情况下进行，从而提高并发性能。
应用场景: 报表生成和数据分析应用，这些应用中读操作频繁，而且通常要求不阻塞正在进行的写操作。

适用场景

事务处理和高并发的应用: 如在线交易处理系统，需要高并发处理能力和强大的事务支持。
复杂的业务逻辑: 如企业资源规划（ERP）系统，需要复杂的事务管理和数据完整性保障。
需要数据恢复能力的应用: 如关键的商业应用，不能承受数据丢失的风险。

总体而言，InnoDB的这些特性使它成为适用于各种需要高性能、高可靠性和复杂数据处理的应用程序的理想选择。

MyISAM:
- 全表锁定: 锁定整个表，适用于读密集型的应用。
- 高速缓存索引和数据: 对读操作进行优化。
- 不支持事务: 不支持ACID事务处理。
- 不支持外键: 不能强制约束参照完整性。
- 适用场景: 适合读操作远多于写操作的应用，如Web应用。

MyISAM是MySQL的另一种存储引擎，它主要被设计用于提供高速存取的场景，但不支持事务处理。以下是MyISAM存储引擎的一些关键特性的详细介绍和应用场景的例子：

全表锁定

特性: MyISAM在执行写操作时锁定整个表。这意味着同时只有一个写操作可以在特定时间对表进行修改，但可以有多个读操作同时进行。
应用场景: 例如，一个内容管理系统（CMS），如博客或新闻网站，这些系统的写操作相对较少，而读操作非常频繁。

高速缓存索引和数据

特性: MyISAM能够缓存索引和数据，这使得读操作非常快速。
应用场景: 数据仓库和报表生成系统，这些系统需要快速读取大量数据以生成报表。

不支持事务

特性: MyISAM不支持ACID事务处理。这意味着它不能保证操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。
应用场景: 适用于不需要事务支持的简单应用，如个人博客或小型网站的数据存储。

不支持外键

特性: MyISAM不支持外键约束，这意味着参照完整性需要由应用程序来维护。
应用场景: 不涉及复杂关系数据维护的应用，如简单的数据记录和日志系统。

适用场景

读操作远多于写操作的应用: 如静态内容的网站和博客，其中数据更新不频繁，而读取操作占主导地位。
全文搜索: MyISAM支持全文索引，适合需要全文搜索功能的应用。
轻量级应用: 对于小型或轻量级的网站，如个人项目或小型企业网站，MyISAM是一个简单有效的选择。

总而言之，MyISAM存储引擎在处理那些不需要事务支持、外键约束且读操作远多于写操作的应用时表现出色。然而，由于其不支持事务和全表锁的特性，它在处理高并发写操作或需要强数据一致性的应用场景中可能不是最佳选择。

使用的项目：

MyISAM存储引擎由于其特定的特性，适用于一些特定类型的项目。这些项目通常是读操作远多于写操作，且不需要复杂的事务管理或数据完整性保证。以下是一些可以考虑使用MyISAM存储引擎的项目类型：

静态内容网站:

如博客、新闻网站、企业官网等，这些网站主要用于展示内容，更新频率不高，但读取操作非常频繁。

数据仓库和报表系统:

用于存储大量历史数据，并进行数据分析和报表生成。这类系统通常涉及大量的数据读取操作和定期的数据更新。

日志记录系统:

用于记录和分析日志信息，如访问日志、应用日志等。这些系统通常只涉及数据的插入操作，查询操作不频繁。

全文搜索应用:

由于MyISAM支持全文索引，适合需要全文搜索功能的应用，如文档管理系统、内容管理系统中的搜索功能。

轻量级的网站和应用:

对于小型网站或应用，如个人项目、小型企业网站，MyISAM可能是一个简单有效的选择，因为它易于管理且对资源的需求相对较低。

归档系统:

用于存储旧数据或不常访问的数据。MyISAM由于其简单高效的读取性能，适合用作数据归档。

只读数据库或参考数据库:

某些应用可能涉及到大量的参考数据查询，如字典、目录或其他信息查询系统，其中数据一旦写入后很少或几乎不再更改。

需要注意的是，由于MyISAM不支持事务处理和行级锁定，对于需要高并发写入、事务一致性或数据完整性保证的应用，MyISAM可能不是一个好选择。例如，电子商务平台、在线交易系统等需要处理复杂事务的应用应避免使用MyISAM。在这些情况下，InnoDB或其他支持事务的存储引擎可能是更好的选择。

Memory (HEAP):
- 数据存储在内存中: 快速访问，但数据在数据库崩溃或重启时会丢失。
- 全表锁定: 类似于MyISAM。
- 适用于临时表: 常用于存储临时数据或快速访问的场景。
- 适用场景: 适用于需要高速访问和临时存储的应用。

emory存储引擎（也被称作HEAP）是MySQL中一种将数据全部存储在内存中的存储引擎，它提供了非常快速的数据访问速度。以下是Memory存储引擎的一些关键特性的详细介绍及应用场景的例子：

数据存储在内存中

特性: Memory引擎将所有数据存储在RAM中，这导致数据的读写操作非常快。但是，这也意味着数据在数据库崩溃或重启时会丢失。
应用场景: 适合于那些对数据持久性要求不高的临时数据处理，比如会话缓存、临时聚合或计算中间结果。

全表锁定

特性: 与MyISAM类似，Memory使用全表锁定机制，这意味着同时只能有一个写操作，但可以有多个并发的读操作。
应用场景: 适用于读操作远多于写操作的应用，例如在线阅读平台的用户阅读数据缓存。

适用于临时表

特性: Memory存储引擎经常用于存储临时表，这些表在MySQL执行某些复杂查询（如JOIN操作）时被内部使用。
应用场景: 数据库内部用于优化查询性能，如查询优化器在处理复杂查询时创建的临时表。

适用场景

快速数据访问和临时存储: 适用于需要极快数据访问速度且数据可以在数据库重启后重建的应用。比如实时数据分析、高速缓存等。
会话存储: 在Web应用中，可以用来存储会话信息，这些信息通常是临时性的，不需要持久存储。
数据挖掘和实时分析: 在需要快速处理大量数据的情况下，Memory引擎可以用来存储和分析数据。

需要注意的是，由于Memory存储引擎的数据不是持久化的，所以它不适合用于存储重要的业务数据。另外，由于所有数据都存储在内存中，所以它也受限于服务器的内存大小。此外，全表锁定机制意味着它可能不适合高并发写操作的应用场景。在使用Memory存储引擎时，应确保有策略地备份重要数据，并考虑内存容量的限制。

emory（HEAP）存储引擎由于其将数据存储在内存中的特性，适用于一些特定的项目，尤其是那些需要快速访问临时数据且对数据持久性要求不高的场景。以下是一些可以考虑使用Memory存储引擎的项目类型：

数据缓存系统:

用于缓存频繁访问的数据，如网站页面缓存、用户会话数据或其他临时信息。

实时数据分析和处理:

对于需要实时分析大量数据的系统，如实时监控系统、实时数据挖掘和分析。

临时数据存储:

用于存储计算过程中的临时数据，如报表生成中的中间结果、大型查询操作中的临时表。

会话管理:

在Web应用程序中，Memory引擎可以用来存储会话信息，这些信息通常是临时性的。

快速读取操作的应用:

对于读操作远多于写操作的应用，如某些报表系统或数据仓库。

高速队列或栈实现:

在需要快速实现数据结构（如队列或栈）的系统中，可以利用Memory引擎来提高性能。

测试和开发环境:

在开发和测试环境中，使用Memory引擎可以快速测试应用，因为重启数据库后数据可以被清除，便于重置状态。

参照数据查找:

对于存储参照数据（如配置信息、代码表）的情况，这些数据通常不经常更改，但需要快速访问。

需要注意的是，Memory存储引擎不适合用于需要数据持久性或在数据库重启后需要保留数据的应用，因为内存中的数据在数据库重启时会丢失。此外，由于内存空间有限，它也不适用于存储大量数据的场景。在使用Memory存储引擎时，应有策略地备份重要数据，并考虑到内存容量的限制。

Archive:
- 用于存档: 针对只添加/插入操作进行优化。
- 高压缩比: 适用于大量数据的压缩存储。
- 适用场景: 适合存储归档数据，如日志信息。

Archive存储引擎在MySQL中是专门为存档目的设计的，它对数据进行高效的压缩，从而节约存储空间。这种存储引擎特别适用于那些只需要插入操作，而不需要频繁更新或删除数据的应用。以下是Archive存储引擎的一些关键特性的详细介绍及其应用场景的例子：

用于存档

特性: Archive存储引擎主要用于数据存档，特别优化了插入操作。它不支持事务、索引和删除操作。
应用场景: 如企业的电子邮件系统，用于存储历史邮件记录，这些记录一旦保存后很少需要更改。

高压缩比

特性: Archive引擎对数据进行压缩存储，减少了磁盘空间的使用。当数据被读取时，它会动态解压。
应用场景: 用于存储大量的日志文件，如网站访问日志、应用日志，这些数据通常是以追加方式写入，很少进行修改。

适用场景

归档数据存储: 适用于需要长期存储而又不常访问的数据，如审计日志、历史交易记录。
数据分析和报告: 对于那些需要进行历史数据分析但更新频率不高的应用，如市场研究、历史数据分析等。
监控数据记录: 用于存储来自各种监控系统的数据，例如网络流量监控、服务器性能监控数据。

需要注意的是，由于Archive存储引擎不支持索引，因此数据的检索可能不如其他存储引擎高效。此外，它也不支持更新和删除操作，因此一旦数据被写入，就不能更改或删除。由于这些特性，Archive引擎非常适合于那些“写入多、读取少、几乎不更新”的数据存储需求。在选择使用Archive存储引擎时，应充分考虑应用的数据访问模式和存储需求。

Archive存储引擎，由于其高压缩和只添加/插入操作的特性，特别适合于某些特定类型的项目，尤其是那些生成大量不常更改或查询的数据的应用。以下是一些可以考虑使用Archive存储引擎的项目类型：

日志记录系统:

如网站访问日志、应用日志、系统运行日志等。这些系统通常产生大量数据，但一旦写入后很少需要读取或修改。

数据归档:

适用于需要长期存储历史数据的应用，例如电子邮件归档、交易记录存储、审计记录等。

科学研究数据存储:

对于需要存储大量实验数据或观测数据的科学研究项目，如气象数据记录、天文观测数据等。

监控数据存储:

如网络监控、服务器性能监控等，这些系统通常会生成大量的监控数据，用于长期存储分析。

统计信息的收集:

对于需要收集并存储大量统计信息的应用，如用户行为分析、网站流量统计等。

备份数据:

对于需要长期存储但不常访问的备份数据，如系统备份、数据库备份的历史记录等。

由于Archive存储引擎提供了高压缩率和优化的插入性能，但不支持索引、更新和删除操作，它特别适用于那些“写多读少”的场景。在考虑使用Archive存储引擎时，重要的是要确保它符合应用的数据访问模式和存储需求，并考虑到数据恢复和检索可能会比其他存储引擎更复杂。由于Archive存储引擎不支持事务处理，对于需要事务支持的应用，这种存储引擎可能不是最佳选择。

Federated:
- 远程数据存储: 访问远程服务器上的表。
- 无本地数据存储: 数据实际存储在远程服务器上。
- 适用场景: 适用于需要访问分布在不同位置的数据库的应用。

Federated存储引擎在MySQL中提供了一种独特的数据存储方式，它允许数据库表透明地链接到远程MySQL服务器上的表。这种存储引擎不在本地存储数据，而是通过网络操作远程数据库。以下是Federated存储引擎的详细介绍：

远程数据存储

特性: Federated存储引擎使MySQL服务器能够创建一个表，这个表实际上是对远程数据库中表的引用。所有对这个表的查询都会被直接转发到远程服务器。
网络依赖: 由于数据存储在远程服务器，因此对网络的依赖性较高。网络问题可能会影响到数据访问的性能和可靠性。

无本地数据存储

特性: 本地数据库不存储任何实际数据，所有数据都存储在远程服务器上。本地数据库只保存了远程表的结构信息。
数据同步: 不存在数据同步问题，因为所有的数据都是实时从远程服务器获取的。

适用场景

分布式数据库: 适用于需要访问分布在不同地理位置的数据库的应用，如跨国公司的不同分支机构使用不同数据库服务器的场景。
数据集成: 当需要整合来自不同数据库的数据时，可以使用Federated存储引擎来创建统一的视图。
远程数据访问: 在需要从远程位置访问数据，但又不想通过复杂的ETL（提取、转换、加载）过程同步数据的情况下。

需要注意的是，使用Federated存储引擎时，数据库的性能和可靠性在很大程度上依赖于网络条件和远程服务器的性能。此外，安全性也是一个重要的考虑因素，因为数据的传输和访问涉及到网络。由于这些特性，Federated存储引擎更适合于那些对性能要求不是特别高，但需要实现跨数据库访问的场景。

Federated存储引擎由于其能够访问远程数据库服务器上的表，适用于一些特定的项目和场景，特别是那些需要跨数据库或跨网络访问数据的应用。以下是一些可以考虑使用Federated存储引擎的项目类型：

分布式数据访问:

适用于需要访问存储在不同地理位置或不同网络环境下的数据库的系统。例如，一个跨国公司可能需要从位于不同国家的服务器上访问数据。

数据集成和聚合:

在需要将存储在不同数据库中的数据集成到一个统一的视图中时，Federated存储引擎可以用来实现这种数据聚合。这对于报表生成和数据分析尤其有用。

远程备份和归档:

当需要从远程位置访问备份或归档数据时，Federated存储引擎可以用来连接到存储这些数据的远程数据库。

数据共享:

对于需要在不同组织或部门之间共享数据的应用，如政府机构或大学间的数据共享项目。

应用程序集成:

在需要整合多个应用程序的数据，而这些应用程序使用不同的数据库时，可以使用Federated存储引擎来实现数据的统一访问。

访问第三方数据源:

当需要在自己的系统中集成外部供应商或合作伙伴提供的数据库信息时，Federated存储引擎可以作为一种方便的方式来访问这些远程数据。

需要注意的是，由于Federated存储引擎完全依赖于网络连接，因此网络的可靠性和性能对于使用此存储引擎的应用至关重要。此外，数据的安全性和隐私也是使用Federated存储引擎时需要考虑的重要因素。在决定使用Federated存储引擎之前，应该充分评估网络条件、数据安全性以及远程数据库的性能和可靠性。对于需要高性能和事务一致性保证的应用，Federated存储引擎可能不是最佳选择。

选择合适的存储引擎取决于应用的特定需求，如事务处理、数据完整性、性能和存储要求。在面试中举例说明不同场景下适合哪种存储引擎，可以展示你对数据库技术的深入理解。

具体选择原则

选择MySQL的存储引擎是一个重要的决策，因为不同的存储引擎优化了不同的功能和性能指标。选择哪种存储引擎通常取决于应用的需求和特定的使用场景。以下是一些决定因素和对应存储引擎的选择指南：

事务支持:
- 如果你的应用需要事务支持（例如，保证数据的完整性和一致性），应选择支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）的存储引擎，如InnoDB。
并发性能:
- 对于高并发的读写操作，应选择支持行级锁定的存储引擎，如InnoDB，因为它可以减少锁定资源的范围，提高并发性能。
只读或读密集型应用:
- 对于读取操作远多于写入操作的应用，可以选择MyISAM，因为它提供了快速的读取性能。
数据仓库和大数据分析:
- 对于数据仓库和大数据分析等应用，可以考虑MyISAM，因为其简单的设计能够提供较快的读取速度。
全文搜索:
- 如果应用需要全文搜索功能，MyISAM是一个好的选择，因为它支持全文索引。
数据的持久性和可靠性:
- 如果需要数据的持久性和可靠性（例如，防止崩溃后数据丢失），应选择InnoDB。
内存中的数据处理:
- 对于临时数据处理或快速访问数据的需求，可以选择MEMORY引擎，它将数据存储在内存中，提供快速的访问速度，但数据在数据库重启后会丢失。
数据的归档:
- 对于数据归档需求，可以选择Archive引擎，它适合存储大量不经常查询的数据，如日志信息。
空间和性能的考虑:
- InnoDB通常会占用更多的磁盘空间并提供更复杂的功能，而MyISAM相对更节省空间，但缺乏事务支持。
对外键的需求:
- 如果应用需要外键约束来维护数据完整性，应选择InnoDB。

在实际应用中，可能需要结合以上几点来综合考虑。此外，还要考虑到应用未来的发展和扩展需求。在一些场合，也可能需要使用混合存储引擎的策略，以满足不同表的不同需求。

Mysql如何选择

在MySQL中选择存储引擎的操作相对简单。你可以在创建表的时候指定存储引擎，或者之后修改现有表的存储引擎。以下是具体的操作步骤：

创建表时指定存储引擎

当你创建一个新表时，可以使用ENGINE关键字在CREATE TABLE语句中指定所需的存储引擎。例如：

CREATE TABLE example (id INT,data VARCHAR(100)
) ENGINE=InnoDB;

这个例子中，我们创建了一个名为example的表，并指定其使用InnoDB作为存储引擎。

修改现有表的存储引擎

如果你想更改现有表的存储引擎，可以使用ALTER TABLE语句。例如：

ALTER TABLE example ENGINE = MyISAM;

这个命令会将example表的存储引擎从当前的引擎更改为MyISAM。

查看表的存储引擎

要查看现有表的存储引擎，你可以使用SHOW CREATE TABLE语句：

SHOW CREATE TABLE example;

这将显示example表的创建语句，包括其使用的存储引擎。

注意事项

在选择存储引擎时，确保数据库服务器支持你选择的存储引擎。例如，某些MySQL的配置可能没有包含特定的存储引擎。
更改存储引擎可能会影响表的性能和功能，因此在生产环境中进行此操作之前，请确保充分测试。
有些存储引擎特性在不同的MySQL版本中可能会有所不同，因此了解你使用的MySQL版本的文档是很重要的。

总结

总结一下，MySQL支持多种存储引擎，每种引擎都有其特定的用途和优势。以下是对这些常见存储引擎的总结：

InnoDB:
- 特点: 支持ACID事务、行级锁定、外键约束。
- 适用场景: 适合需要事务处理、高并发和数据完整性的应用，如在线交易、金融系统。
MyISAM:
- 特点: 提供高速读取、表级锁定、全文搜索支持，但不支持事务。
- 适用场景: 适用于读密集型应用，如Web内容展示、数据仓库。
Memory (HEAP):
- 特点: 数据存储在内存中，提供快速访问，但数据不持久。
- 适用场景: 适合临时数据存储和快速数据访问，如缓存、临时表。
Archive:
- 特点: 专用于数据归档，提供高压缩比，只支持插入和检索操作。
- 适用场景: 适用于存储归档数据，如日志记录、历史数据。
Federated:
- 特点: 提供远程数据存储，访问远程服务器上的表。
- 适用场景: 适用于需要访问分布在不同位置的数据库的应用，如数据集成、分布式访问。