mysql的一些知识整理

这里整理一些mysql相关的知识点,是自己不太熟悉的内容

varchar(n) 中 n 最大取值为多少

MySQL 规定除了 TEXT、BLOBs 这种大对象类型之外,其他所有的列(不包括隐藏列和记录头信息)占用的字节长度加起来不能超过 65535 个字节。

也就是说,一行记录除了 TEXT、BLOBs 类型的列,限制最大为 65535 字节,注意是一行的总长度,不是一列。

知道了这个前提之后,我们再来看看这个问题:「varchar(n) 中 n 最大取值为多少?」

varchar(n) 字段类型的 n 代表的是最多存储的字符数量,并不是字节大小哦。

要算 varchar(n) 最大能允许存储的字节数,还要看数据库表的字符集,因为字符集代表着,1个字符要占用多少字节,比如 ascii 字符集, 1 个字符占用 1 字节,那么 varchar(100) 意味着最大能允许存储 100 字节的数据。

单字段的情况:

前面我们知道了,一行记录最大只能存储 65535 字节的数据。

那假设数据库表只有一个 varchar(n) 类型的列且字符集是 ascii,在这种情况下, varchar(n) 中 n 最大取值是 65535 吗?

不着急说结论,我们先来做个实验验证一下。

我们定义一个 varchar(65535) 类型的字段,字符集为 ascii 的数据库表。

CREATE TABLE test (
name VARCHAR(65535) NULL

) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARACTER SET = ascii ROW_FORMAT = COMPACT;

看能不能成功创建一张表:

可以看到,创建失败了。

从报错信息就可以知道一行数据的最大字节数是 65535(不包含 TEXT、BLOBs 这种大对象类型),其中包含了 storage overhead。

问题来了,这个 storage overhead 是什么呢?其实就是「变长字段长度列表」和 「NULL 值列表」,也就是说一行数据的最大字节数 65535,其实是包含「变长字段长度列表」和 「NULL 值列表」所占用的字节数的。所以, 我们在算 varchar(n) 中 n 最大值时,需要减去 storage overhead 占用的字节数。

这是因为我们存储字段类型为 varchar(n) 的数据时,其实分成了三个部分来存储:

真实数据

真实数据占用的字节数

NULL 标识,如果不允许为NULL,这部分不需要

本次案例中,「NULL 值列表」所占用的字节数是多少?

前面我创建表的时候,字段是允许为 NULL 的,所以会用 1 字节来表示「NULL 值列表」。

本次案例中,「变长字段长度列表」所占用的字节数是多少?

「变长字段长度列表」所占用的字节数 = 所有「变长字段长度」占用的字节数之和。

所以,我们要先知道每个变长字段的「变长字段长度」需要用多少字节表示?具体情况分为:

条件一:如果变长字段允许存储的最大字节数小于等于 255 字节,就会用 1 字节表示「变长字段长度」;

条件二:如果变长字段允许存储的最大字节数大于 255 字节,就会用 2 字节表示「变长字段长度」;

我们这里字段类型是 varchar(65535) ,字符集是 ascii,所以代表着变长字段允许存储的最大字节数是 65535,符合条件二,所以会用 2 字节来表示「变长字段长度」。

因为我们这个案例是只有 1 个变长字段,所以「变长字段长度列表」= 1 个「变长字段长度」占用的字节数,也就是 2 字节。

因为我们在算 varchar(n) 中 n 最大值时,需要减去 「变长字段长度列表」和 「NULL 值列表」所占用的字节数的。所以,在数据库表只有一个 varchar(n) 字段且字符集是 ascii 的情况下,varchar(n) 中 n 最大值 = 65535 - 2 - 1 = 65532。

多字段的情况

如果有多个字段的话,要保证所有字段的长度 + 变长字段字节数列表所占用的字节数 + NULL值列表所占用的字节数 <= 65535。

行溢出后,MySQL 是怎么处理的?

MySQL 中磁盘和内存交互的基本单位是页,一个页的大小一般是 16KB,也就是 16384字节,而一个 varchar(n) 类型的列最多可以存储 65532字节,一些大对象如 TEXT、BLOB 可能存储更多的数据,这时一个页可能就存不了一条记录。这个时候就会发生行溢出,多的数据就会存到另外的「溢出页」中。

如果一个数据页存不了一条记录,InnoDB 存储引擎会自动将溢出的数据存放到「溢出页」中。在一般情况下,InnoDB 的数据都是存放在 「数据页」中。但是当发生行溢出时,溢出的数据会存放到「溢出页」中。

当发生行溢出时,在记录的真实数据处只会保存该列的一部分数据,而把剩余的数据放在「溢出页」中,然后真实数据处用 20 字节存储指向溢出页的地址,从而可以找到剩余数据所在的页。大致如下图所示。

MySQL 的 NULL 值是怎么存放的?

MySQL 的 Compact 行格式中会用「NULL值列表」来标记值为 NULL 的列,NULL 值并不会存储在行格式中的真实数据部分。

NULL值列表会占用 1 字节空间,当表中所有字段都定义成 NOT NULL,行格式中就不会有 NULL值列表,这样可节省 1 字节的空间。

MySQL 怎么知道 varchar(n) 实际占用数据的大小?

MySQL 的 Compact 行格式中会用「变长字段长度列表」存储变长字段实际占用的数据大小。

MySQL 有哪些锁?

在 MySQL 里,根据加锁的范围,可以分为全局锁、表级锁和行锁三类。

全局锁是怎么用的?

要使用全局锁,则要执行这条命令:

flush tables with read lock

执行后,整个数据库就处于只读状态了,这时其他线程执行以下操作,都会被阻塞:

对数据的增删改操作,比如 insert、delete、update等语句;

对表结构的更改操作,比如 alter table、drop table 等语句。

如果要释放全局锁,则要执行这条命令:

unlock tables

当然,当会话断开了,全局锁会被自动释放。

意向锁

在使用 InnoDB 引擎的表里对某些记录加上「共享锁」之前,需要先在表级别加上一个「意向共享锁」;

在使用 InnoDB 引擎的表里对某些纪录加上「独占锁」之前,需要先在表级别加上一个「意向独占锁」;

也就是,当执行插入、更新、删除操作,需要先对表加上「意向独占锁」,然后对该记录加独占锁。

而普通的 select 是不会加行级锁的,普通的 select 语句是利用 MVCC 实现一致性读,是无锁的。

不过,select 也是可以对记录加共享锁和独占锁的,具体方式如下:

//先在表上加上意向共享锁,然后对读取的记录加共享锁

select ... lock in share mode;

//先表上加上意向独占锁,然后对读取的记录加独占锁

select ... for update;

意向共享锁和意向独占锁是表级锁,不会和行级的共享锁和独占锁发生冲突,而且意向锁之间也不会发生冲突,只会和共享表锁(lock tables ... read)和独占表锁(lock tables ... write)发生冲突。

表锁和行锁是满足读读共享、读写互斥、写写互斥的。

如果没有「意向锁」,那么加「独占表锁」时,就需要遍历表里所有记录,查看是否有记录存在独占锁,这样效率会很慢。

那么有了「意向锁」,由于在对记录加独占锁前,先会加上表级别的意向独占锁,那么在加「独占表锁」时,直接查该表是否有意向独占锁,如果有就意味着表里已经有记录被加了独占锁,这样就不用去遍历表里的记录。

所以,意向锁的目的是为了快速判断表里是否有记录被加锁。

行锁

InnoDB 引擎是支持行级锁的,而 MyISAM 引擎并不支持行级锁。

前面也提到,普通的 select 语句是不会对记录加锁的,因为它属于快照读。如果要在查询时对记录加行锁,可以使用下面这两个方式,这种查询会加锁的语句称为锁定读。

//对读取的记录加共享锁

select ... lock in share mode;

//对读取的记录加独占锁

select ... for update;

上面这两条语句必须在一个事务中,因为当事务提交了,锁就会被释放,所以在使用这两条语句的时候,要加上 begin、start transaction 或者 set autocommit = 0。

共享锁(S锁)满足读读共享,读写互斥。独占锁(X锁)满足写写互斥、读写互斥。

行级锁的类型主要有三类:

Record Lock,记录锁,也就是仅仅把一条记录锁上;

Gap Lock,间隙锁,锁定一个范围,但是不包含记录本身;

Next-Key Lock:Record Lock + Gap Lock 的组合,锁定一个范围,并且锁定记录本身。

Record Lock 称为记录锁,锁住的是一条记录。而且记录锁是有 S 锁和 X 锁之分的:

当一个事务对一条记录加了 S 型记录锁后,其他事务也可以继续对该记录加 S 型记录锁(S 型与 S 锁兼容),但是不可以对该记录加 X 型记录锁(S 型与 X 锁不兼容);

当一个事务对一条记录加了 X 型记录锁后,其他事务既不可以对该记录加 S 型记录锁(S 型与 X 锁不兼容),也不可以对该记录加 X 型记录锁(X 型与 X 锁不兼容)。

举个例子,当一个事务执行了下面这条语句:

mysql > begin;

mysql > select * from t_test where id = 1 for update;

就是对 t_test 表中主键 id 为 1 的这条记录加上 X 型的记录锁,这样其他事务就无法对这条记录进行修改了。

Gap Lock 称为间隙锁,只存在于可重复读隔离级别,目的是为了解决可重复读隔离级别下幻读的现象。

假设,表中有一个范围 id 为(3,5)间隙锁,那么其他事务就无法插入 id = 4 这条记录了,这样就有效的防止幻读现象的发生。

Next-Key Lock 称为临键锁,是 Record Lock + Gap Lock 的组合,锁定一个范围,并且锁定记录本身。

假设,表中有一个范围 id 为(3,5] 的 next-key lock,那么其他事务即不能插入 id = 4 记录,也不能修改 id = 5 这条记录。

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