1.1 MySQL概述

MySQL是一個關系數據庫管理系統（Relational DataBase Management System，RDBMS）。它是一個程序，可以存儲大量的種類繁多的數據，并且提供服務以滿足任何組織的需要，包括零售商店、大型的商業和政府行業。與MySQL同屬于RDBMS的還有著名的Oracle、SQL Server和DB2。

下面從MySQL的歷史開始講解，逐步了解MySQL的方方面面。

1.1.1 MySQL發展歷史

MySQL的歷史最早可以追溯到1979年，當時有一個名叫Monty Widenius的程序員在名為TcX的小公司打工，并且使用BASIC設計了一個報表工具，使其可以在4MB主頻和16KB內存的計算上運行。沒過多久，Monty又將此工具用C語言進行了重寫并移植到了UNIX平臺。當時，這只是一個很底層的且僅面向報表的存儲引擎，名叫Unireg。

雖然TcX這個小公司資源有限，但Monty天賦極高，面對資源有限的不利條件，反而更能發揮他的潛能。Monty總是力圖寫出最高效的代碼，并因此養成了習慣。與Monty在一起的其他同事，很少有人能堅持把那些代碼持續寫到20年后，但他做到了。

1990年，TcX公司的客戶中開始有人要求為他的API提供SQL支持。當時有人提議直接使用商用數據庫，但是Monty覺得商用數據庫的速度難以令人滿意。于是，他直接借助于MySQL的代碼，將它集成到自己的存儲引擎中。令人失望的是，效果并不太令人滿意，于是，Monty雄心大起，決心自己重寫一個SQL支持。

1996年，MySQL 1.0版本發布，可以在小范圍內使用。到了1996年10月，MySQL 3.11.1版本發布，沒有2.x版本，最開始只提供了Solaris下的二進制版本。一個月后，Linux版本出現了。這時的MySQL還非常簡陋，除了在一個表上做一些INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT操作外，沒有其他更多的功能。

緊接下來的兩年里，MySQL被依次移植到各個平臺。它在發布時采用的許可策略有些與眾不同：允許免費使用，但是不能將MySQL與自己的產品綁定在一起發布。如果想一起發布，就必須使用特殊許可，這就意味著用戶要花“銀子”。當然，商業支持也是需要花“銀子”的。其他方面用戶怎么用都可以，這種特殊許可為MySQL帶來了一些收入，從而為它的持續發展打下了良好的基礎。

MySQL關系型數據庫于1998年1月發行第一個版本。它使用系統核心的多線程機制提供完全的多線程運行模式，提供了面向C、C++、Eiffel、Java、Perl、PHP、Python以及Tcl等編程語言的編程接口（API）。支持多種字段類型，并提供了完整的操作符支持。

1999—2000年，MySQL AB公司在瑞典成立。Monty與Sleepycat合作開發出了Berkeley DB（簡稱為BDB）引擎，由于BDB支持事務處理，所以MySQL從此開始支持事務處理了。

2000年4月，MySQL對舊的存儲引擎ISAM進行了整理，將其命名為MyISAM。2001年，Heikki Tuuri向MySQL提出建議，希望能集成他的存儲引擎InnoDB，這個引擎同樣支持事務處理，還支持行級鎖。該引擎之后被證明是最為成功的MySQL事務存儲引擎。

2003年12月，MySQL 5.0版本發布，提供了視圖和存儲過程等功能。

2008年1月，MySQL AB公司被Sun公司以10億美金收購，MySQL數據庫進入Sun時代。在Sun時代，Sun公司對其進行了大量的推廣、優化和Bug修復等工作。

2008年11月，MySQL 5.1發布，它提供了分區、事件管理，以及基于行的復制和基于磁盤的NDB集群系統，同時修復了大量的Bug。

2009年4月，甲骨文以74億美元收購Sun公司，自此MySQL數據庫進入Oracle時代，而其第三方的存儲引擎InnoDB早在2005年就被甲骨文收購。

2010年12月，MySQL 5.5發布，其主要新特性包括半同步的復制及對SIGNAL/RESIGNAL的異常處理功能的支持，最重要的是InnoDB存儲引擎終于變為當前MySQL的默認存儲引擎。MySQL 5.5不是時隔兩年后的一次簡單的版本更新，而是加強了MySQL各個方面在企業級的特性。甲骨文公司同時也承諾MySQL 5.5和未來版本仍是采用GPL授權的開源產品。

2013年2月，甲骨文公司宣布MySQL 5.6正式版發布，首個正式版本號為5.6.10。2014年5月30日，發布了MySQL 5.6.19版本，這是目前最新的版本，本書介紹的MySQL數據庫就是使用5.6.19版本。

1.1.2 MySQL主要特性

下面羅列了MySQL數據庫的一些主要特性。

（1）內部構件和可移植性。

（2）使用C和C++編寫。

（3）用眾多不同的編譯器進行了測試。

（4）能夠工作在眾多不同的平臺上。

（5）使用GNU Automake、Autoconf和Libtool進行移植。

（6）提供了用于C、C++、Eiffel、Java、Perl、PHP、Python、Ruby和Tcl的API。

（7）采用核心線程的完全多線程，如果有多個CPU，它能方便地使用這些CPU。

（8）提供了事務性和非事務性存儲引擎。

（9）使用了極快的“B樹”磁盤表（MyISAM）和索引壓縮。

（10）添加另一個存儲引擎相對簡單。如果打算為內部數據庫添加一個SQL接口，該特性十分有用。

（11）極快的基于線程的內存分配系統。

（12）通過使用優化的“單掃描多連接”，能實現極快的連接。

（13）存儲器中的哈希表用作臨時表。

（14）SQL函數是使用高度優化的類庫實現的，運行很快。通常，在完成查詢初始化后，不存在存儲器分配。

（15）服務器可作為單獨程序運行在客戶/服務器聯網環境下。它也可作為庫提供，可嵌入（鏈接）到獨立的應用程序中。這類應用程序可單獨使用，也能在網絡環境下使用。

（16）眾多列類型：帶符號/無符號整數，1、2、3、4、8字節長，FLOAT，DOUBLE，CHAR，VARCHAR，TEXT，BLOB，DATE，TIME，DATETIME，TIMESTAMP，YEAR，SET，ENUM，以及OpenGIS空間類型。

（17）在SELECT查詢的WHERE子句中，提供完整的操作符和函數支持。例如：

mysql> SELECT CONCAT(first_name, ' ', last_name)
        -> FROM citizen
        -> WHERE income/dependents > 10000 AND age > 30;

（18）對SQL GROUP BY和ORDER BY子句的全面支持。支持聚合函數COUNT()，COUNT()，AVG()，STD()，SUM()，MAX()和MIN()等。

（19）支持LEFT OUTER JOIN和RIGHT OUTER JOIN，采用標準的SQL和ODBC語法。

（20）MySQL的SHOW命令可用于檢索關于數據庫、數據庫引擎、表和索引的信息。EXPLAIN命令可用于確定優化器處理查詢的方式。

（21）函數名與表名或列名不沖突。例如，ABS是有效的列名。唯一的限制在于，調用函數時，函數名和隨后的符號“(”之間不得有空格。

（22）十分靈活和安全的權限和密碼系統，允許基于主機的驗證。連接到服務器時，所有的密碼傳輸均采用加密形式，從而保證了密碼安全。

（23）處理大型數據庫：有用戶使用MySQL服務器包含5千萬條記錄的數據庫，有些用戶將MySQL用于包含60000個表和約50億行的數據庫。

（24）每個表可支持高達64條索引（在MySQL 4.1.2之前為32條）。每條索引可由1～16個列或列元素組成。最大索引寬度為1000字節（在MySQL 4.1.2之前為500）。索引可使用具備CHAR、VARCHAR、BLOB或TEXT列類型的列前綴。

（25）在任何平臺上，客戶端可使用TCP/IP協議連接到MySQL服務器。在Windows系統的NT系列中（NT、2000、XP或2003），客戶端可使用命名管道進行連接。在UNIX系統中，客戶端可使用UNIX域套接字文件建立連接。

（26）對數種不同字符集的全面支持，包括latin1 (cp1252)、german、big5、ujis等。例如，在表名和列名中允許使用斯堪的納維亞字符‘?’、‘?’和‘?’。從MySQL 4.1開始，提供了Unicode支持。

（27）所有數據均以所選的字符集保存。正常字符串列的比較不區分大小寫。

（28）MySQL服務器提供了對SQL語句的內部支持，可用于檢查、優化和修復表。通過mysqlcheck客戶端，可在命令行上使用這類語句。MySQL還包括myisamchk，這是一種很快的命令行實用工具，可用于在MyISAM表上執行這類操作。

（29）對于所有MySQL程序，均能通過“--help”或“-?”選項調用，以獲取聯機幫助信息。

1.1.3 MySQL適用場景

目前，MySQL的使用用戶已經達千萬級別了，其中不乏企業級用戶?？梢哉f是目前最為流行的開源數據庫管理系統軟件了。任何產品都不可能是萬能的，也不可能適用于所有的應用場景。下面列舉了MySQL最常用到的4種場景。

1．Web網站系統

Web站點是MySQL最大的客戶群，也是MySQL發展史上最為重要的支撐力量。MySQL之所以能成為Web站點開發者們最青睞的數據庫管理系統，是因為MySQL數據庫的安裝和配置都非常簡單，使用過程中的維護也不像很多大型商業數據庫管理系統那么復雜，而且性能出色。還有一個非常重要的原因就是MySQL是開放源代碼的，完全可以免費使用。

2．日志記錄系統

MySQL數據庫的插入和查詢性能都非常高效，如果設計得較好，在使用MyISAM存儲引擎的時候，兩者可以做到互不鎖定，達到很高的并發性能。所以，對需要大量的插入和查詢日志記錄的系統來說，MySQL是非常不錯的選擇。比如處理用戶的登錄日志、操作日志等，都是非常適合的應用場景。

3．數據倉庫系統

隨著現在數據倉庫數據量的飛速增長，需要的存儲空間越來越大。數據量的不斷增長，使數據的統計分析變得越來越低效，也越來越困難。怎么辦？這里有幾個主要的解決思路，一個是采用昂貴的高性能主機以提高計算性能，用高端存儲設備提高I/O性能，效果理想，但是成本非常高；第二個就是通過將數據復制到多臺使用大容量硬盤的廉價服務器上，以提高整體計算性能和I/O能力，效果尚可，存儲空間有一定限制，成本低廉；第三是通過將數據水平拆分，使用多臺廉價的服務器和本地磁盤來存放數據，每臺機器上面都只有所有數據的一部分，解決了數據量的問題，所有服務器一起并行計算，也解決了計算能力問題，通過中間代理程序調配各臺機器的運算任務，既可以解決計算性能問題又可以解決I/O性能問題，成本也很低廉。

在上面的三個方案中，第二和第三個的實現MySQL都有較大的優勢。通過MySQL的簡單復制功能，可以很好地將數據從一臺主機復制到另外一臺，不僅在局域網內可以復制，在廣域網同樣可以。當然，很多人可能會說，其他的數據庫同樣也可以做到，不是只有MySQL有這樣的功能。確實，很多數據庫同樣能做到，但是MySQL是免費的，其他數據庫大多都是按照主機數量或者CPU數量來收費，當我們使用大量的服務器的時候，授權費用相當驚人。第一個方案，基本上所有數據庫系統都能夠實現，但是其高昂的成本并不是每一個公司都能夠承擔的。

4．嵌入式系統

嵌入式環境對軟件系統最大的限制是硬件資源非常有限，在嵌入式環境下運行的軟件系統，必須是輕量級低消耗的軟件。MySQL在資源使用方面的伸縮性非常大，可以在資源非常充裕的環境下運行，也可以在資源非常少的環境下正常運行。它對于嵌入式環境來說，是一種非常合適的數據庫系統，而且MySQL有專門針對于嵌入式環境的版本。

1.1.4 MySQL分支版本

在MySQL的發展中最初由MySQL AB公司開發，之后被Sun公司收購，再被Oracle公司收購。另外，由于MySQL開源代碼的原因，市場上出現了很多MySQL的分支版本，本節將介紹其中最有代表性的三個，分別是Percona Server、MariaDB和Drizzle。

1．Percona Server

Percona Server是一個與MySQL向后兼容的替代品，它盡可能不改變SQL語法、客戶/服務器協議和硬盤上的文件格式。任何運行在MySQL上的數據庫都可以運行在Percona Server上而不需要修改。切換到Percona Server的方法也很簡單，只需關閉MySQL和啟動Percona Server即可，而不需要導出和重新導入數據，反之切換回去也不麻煩。

Percona Server只對標準MySQL中需要并且可以產生顯著好處的地方做了改進，并且努力與原版保持盡可能的相同。

Percona Server包括Percona XtraDB存儲引擎，即改進版本的InnoDB。這同樣是一個向后兼容的替代品。例如，如果要創建一個使用InnoDB存儲引擎的表，Percona Server能自動識別并用XtraDB替代之。

Percona Server的一些改進已經包括在最新的MySQL版本中，許多其他改進也只是稍做修改而重新實現。因此，Percona Server也被稱為MySQL新特性的“搶鮮”版本。

2．MariaDB

在Sun收購MySQL之后，MySQL的創建者之一Monty離開Sun公司，隨后成立Monty公司創建了MariaDB。MariaDB的目標是社區開發，Bug修改和許多的新特性（特別是與社區開發的特性相集成）。

與Percona Server相比，MariaDB包括更多對服務器的擴展。例如，有許多是對查詢優化和復制的改變。它使用Aria存儲引擎取代了MyISAM來存儲內部臨時表。同時也包括很多社區的引擎，如SphinxSE和PBXT。

MariaDB是原版MySQL的超集，因此已有的系統不需要修改就可以運行，就像Percona Server一樣。然而，MariaDB更適用一些特定的場景，例如復雜的子查詢或多表關聯。

3．Drizzle

Drizzle是真正的MySQL分支，而非只是一個變種或者增強版本。它并不與MySQL兼容，盡管區分上還并不是太大。在許多場合并不能簡單地將MySQL替換為Drizzle，因為后者對SQL語法的修改太大了。

Drizzle創建于2008年，致力于更好地服務MySQL用戶。其創建目標是更好地滿足網頁應用的核心功能。與MySQL相比，它更加簡單，選擇更少。例如，只能使用utf8作為字符集，并且只有一個類型的BLOB，主要針對64位硬件編譯，且支持IPv6網絡等。

Drizzle數據庫服務器的一個關鍵目標是消除MySQL上的異常和遺留的行為。例如，聲明了NOT NULL列但發現數據庫列中存儲了NULL。MySQL上一些不明顯或者復雜的特性被刪除，例如觸發器和查詢緩存等。

在代碼層，Drizzle構建于一個精簡內核和插件的微核心架構之上。服務器的核心比起MySQL已經精簡許多。幾乎任何東西都是以插件形式使用。Drizzle使用了諸如Boost的標準開源庫，并遵從代碼、架構和API方面的標準。

目前，Drizzle雖然已經在某些產品環境下部署但還沒有廣泛應用。Drizzle項目的理念是拋棄向后兼容的束縛，而這意味著相對于遷移一個已有的應用而言，它更適合新的應用開發。