Mecanismes d'almagasenament (MySQL)

MySQL és un gestor de bases de senyes relacional de llicència GPL. Una base de senyes relacional des d'un punt de vista llògic usa taules per a guardar les senyes. Internament un mecanisme d'almagasenament (storage engine) és l'encarregat d'almagasenar en últim terme les senyes de les taules en dispositius físics, per a que estos tinguen durabilitat. El mecanisme és totalment clau a l'hora d'evaluar la rapidea i les funcionalitats que pot oferir el SGBD. MySQL té l'opció d'incloure dinàmicament -des de MySQL 5.1- els distints mecanismes per a soportar l'almagasenament de les taules. La majoria d'estos mecanismes es poden instalar en desenrolls derivats de MySQL com MariaDB i Percona Server.

Mòduls bàsics de l'arquitectura de el SGBD MariaDB/MySQL

Factors diferenciadores dels mecanismes

Tot mecanisme d'almagasenament té unes característiques particulars. Les característiques en les que podem trobar diferències entre els distints mecanismes són principalment:

• Almagasenament físic: ací s'inclou des de consideracions del tamany de pàgina de taules i índexs, el soport d'almagasenament fins al format d'almagasenament en disc.
• Caché de memòria: diferents aplicacions responen millor a certes estratègies de caché que unes atres, per lo que encara que alguns caché de memòria són comunes a tots els mecanismes (com els usats per a conexions d'usuari o al caché de sentències d'alta velocitat), uns atres són particulars a cada u d'ells.
• Concurrència: algunes aplicacions necessiten granularidad de bloqueig més fina (i.i. bloqueig a nivell de fila) que unes atres. L'elecció de l'estratègia de bloqueig adequada pot reduir temps d'espera i aumentar la prestació general. Este factor inclou les capacitats concurrència multi-versió (MVCC) o pren de "instantànees".
• Integritat referencial: característica que respon a la necessitat de que el servidor assegure l'integritat referencial de la base de senyes per mig de claus externes.
• Particionado: alguns mecanismes permeten que diferents seccions d'una mateixa taula poden ser almagasenades en diferents porcions de disc. Les regles per les que es realisa este particionado es denominen funcions, que en MySQL poden ser el mòdul, llista de rancs o valors, una funció de hash interna o una funció llineal.
• Prestacions: les diferències poden estar causades pels fils múltiples per a operacions en paralel, la concurrència de fils, la pren de punts de control i el maneig d'insercions massives.
• Soport d'índexs: diferents aplicacions necessiten diferents estratègies sobre índexs. Cada mecanisme d'almagasenament té els seus propis métodos d'indexación -encara que els B-tree són comunes a casi tots ells- encara que alguns carixen d'índexs.
• Soport de transaccions: no totes les aplicacions necessiten transaccions, pero aquelles que les necessiten tindran definits de manera precisa els requisits ACID que deuen satisfer els mecanismes adequats a elles.
• Característiques vàries: ací es pot incloure soport per a operacions geo-espacials i restriccions de seguritat per a certes operacions de manipulació de senyes.

Tipos de mecanismes

La comunitat MySQL ha desenrollat una gran varietat de «Motors d'almagasenament».. Alguns tenen propòsit general, mentres que uns atres varen ser desenrollats per a cobrir necessitats especials i han segut posats a disposició pública posteriorment.

Cada mecanisme pot presentar llimitacions sobre índexs, tipos dels atributs, particionado, funcions SQL soportades... per lo que cal consultar la documentació detallada abans d'utilisar-los.

En esta recopilació s'han utilisat criteris arbitraris d'agrupació i classificació dels mecanismes, per lo que queda oberta la qüestió a sugerències per a refinar la taxonomia.

Bàsics/teòrics

Ací s'inclouen els mecanismes consustanciales al desenroll de MySQL o que tenen una aplicació acadèmica.

Archive

El mecanisme Archive està concebut per a almagasenar gran volum de senyes. Soporta INSERT i SELECT, pero no DELETE, REPLACE o UPDATE. Soporta l'operador ORDER BY, atributs tipo BLOB i casi tots els demés, llevat els espacials. Implementa bloqueig a nivell de fila (tupla).

Blackhole

El mecanisme d'almagasenament Blackhole actua com un forat negre que accepta tot pero no ho almagasena en cap lloc. Tot intent de recuperació d'informació resultarà infructuós.

En crear una taula en el mecanisme Blackhole el servidor sí crea la definició del format en el directori de senyes -un ficher en extensió.frm- pero no apareix cap ficher més. Les senyes de la taula els envia tots a /dev/null. Soporta la definició de tot tipo d'índexs.

CSV

Este mecanisme d'almagasenament almagasena les senyes en fichers de text separats per menges. Està disponible en totes les versions del servidor MySQL.

Quan es crea una taula en el mecanisme CSV el servidor crea un ficher en el format de la taula en el directori de senyes en extensió frm, i crea un ficher per a contindre les senyes en extensió CSV en el que es guarden les senyes de cada tupla en una llínea ASCII i separats per menges.

Example

Mecanisme d'almagasenament buit, no fa res. Mostra un eixemple en l'arquitectura de programació adequada per al desenroll de nous mecanismes d'almagasenament. Té interés per a desenrolladors.

Memory

Com indica la paraula, el mecanisme d'almagasenament Memory archiva les taules en memòria volàtil. Usa índexs hash per defecte, lo que les fa molt ràpides de recórrer i molt útils per a crear taules temporals. No obstant, quan el servidor s'apaga estes es borren. La definició de les taules es guarda en fichers en extensió.frm, de modo que al rearrancar el servidor les taules estaran definides pero buides de senyes.

Sequence

Este mecanisme d'almagasenament permet crear seqüències de números ascendents o descendents, escomençant per un determinat i en un increment arbitrari.

Servix per a crear taules virtuals efímeres quan es necessiten. Mai s'escriuen en disc ni es creen fichers frm. Estes taules té accés sol llectura, són transaccionals i soporten XA.

El mecanisme Sequence ha segut introduït en MariaDB 10.0.3.

Tradicionals

Ací incloem els més o menys convencionals i més difosos.

Ària

El mecanisme Ària va nàixer com una alternativa a MyISAM pero resistent a caigudes del sistema. Ve incorporat en la distribució MariaDB. No té encara capacitat transaccional pero està planejat afegir-la en el futur. Entre els seus objectius de disseny figuren:

• Crear un nou mecanisme d'almagasenament transaccional, ACID i MVCC que forme la base tant de MariaDB com de MySQL.
• Reemplaçar directament a MyISAM (gràcies a que Ària pot funcionar en modo no transaccional i soporta els mateixos formats que MyISAM).
• Formar part de manera estàndar de MySQL 6.0.

Este mecanisme originalment es va cridar María, pero més vesprada se li va canviar el nom per Ària per a evitar confusions en la base de senyes MariaDB, la base de senyes successora de l'original MySQL i realisada pel mateix creador, Monty Widenius.

Última versió: 1.5

BDB

Artícul principal → Berkeley DB.

La llibreria de funcions de bases de senyes transaccionals Berkeley DB va ser desenrollada originalment per Sleepycat i adquirida posteriorment per Oracle en 2006. Per la seua naturalea, DBD ha de ser empotrada en aplicacions ya que no se suministra interfaç d'usuari.

Per això pot utilisar-se com a mecanisme d'almagasenament i invocar-se des d'un gestor de base de senyes com MySQL/MariaDB. S'inclou soport per a ella en distribucions fonts de MySQL i en distribucions binarias MySQL-Max.

Les taules BDB poden sobreviure a fallos del sistema. Té característiques transaccionals (COMMIT i ROLLBACK). La distribució font MySQL/MariaDB inclou un còdic BDB preparat per a funcionar en MySQL, ya que no es pot usar una versió de BDB qualsevol.

Soportada solament fins a MySQL 5.0.

Última versió: 6.0

InnoDB

Artícul principal → InnoDB.

InnoDB és un mecanisme d'almagasenament transaccional -en característiques ACID- per a MySQL. Realisa bloqueig a nivell de files i llectures no bloqueantes MVCC tipo Oracle, lo que aumenten la concurrència i les prestacions.

InnoDB pertany a Oracle Corporation despuix de l'adquisició de Innobase Oy en octubre de 2005. Té licenciamiento dual: es distribuïx baix llicència GPL, pero també es llicencia a empreses que la vullguen incloure en el seu software.

• Seguix el model ACID en COMMIT, ROLLBACK i recuperació de caigudes.
• Bloqueja a nivell de fila (tupla), i proporciona concurrència multiusuario per a llectura.
• Organisa les senyes en disc per a optimisar l'us de claus primàries.
• Manté l'integritat de senyes per mig de restriccions FOREIGN KEY, que s'apliquen en INSERT, UPDATE i DELETE.

InnoDB almagasena les senyes agrupades per a reduir el fluix d'entrada/eixida de consultes habituals basades en claus primàries. Es poden combinar taules InnoDB en taules d'atres mecanismes d'almagasenament, inclús en la mateixa consulta.

InnoDB va ser el precursor de Falcon (per SUN, abandonat) i de XtraDB (per Percona).

MyISAM

Artícul principal → MyISAM.

Implementació de MySQL de l'original ISAM que efectua l'almagasenament de senyes de manera senzilla i robusta, i proporciona una alta velocitat d'accés i un tamany chicotet de fichers. El mecanisme MyISAM almagasena cada taula en tres fichers:

• .frm en el format de la taula
• .MYD en les senyes
• .MYI en els índexs

Ha segut el mecanisme d'almagasenament per defecte fins a la versió 5.1 de MySQL, i seguix sent utilisat per la versió MySQL 5.6 per a moltes taules internes de metadatos.

PBXT

PrimeBase XT (PBXT) és un mecanisme d'almagasenament transaccional per a MySQL. Usa una arquitectura basada en logs i escritura única que proporciona prestacions òptimes en un ampli ranc de situacions. El mecanisme és enchufable, que significa que pot ser instalat dinàmicament en temps d'eixecució en MySQL versió 5.1 o posterior.

Última versió: 1.0.11

TokuDB

TokuDB és un mecanisme d'almagasenament altament escalable i sense manteniment que permet accelerar la indización de les sentències SQL i la modificació en calenta dels esquemes. Proporciona altes prestacions en entorns en càrrega intensiva d'escritura.

S'instala com plugin i no requerix efectuar canvis en l'aplicació. Té les característiques ACID implementades per mig de MVCC, en el que conseguix transaccions en el nivell d'aïllament Serialisable. Pot soportar l'implementació de qualsevol taula, en les mateixes llimitacions sobre tipos soportats que MyISAM o InnoDB.

Última versió: 5.6.26-74.0

XtraDB

Versió millorada del mecanisme d'almagasenament InnoDB, i mecanisme d'almagasenament per defecte en el clon de MySQL desenrollat per Percona. Té millors prestacions que InnoDB i millor escalabilidad en hardware modern, útil en entorns en càrrega alta. És compatible en InnoDB, de modo que ho pot reemplaçar directament.

Desenrollat per Percona, XtraDB inclou les característiques ACID de InnoDB basades en una arquitectura MVCC alvançada. Es caracterisa per la seua adaptabilitat, mètriques i escalabilidad. En particular està dissenyat per a escalar millor que InnoDB en CPU en núcleus múltiples, fer un més eficient us de memòria i tindre més usabilidad.

Este mecanisme no està disponible per a descàrrega independent, solament es troba incorporat en MariaDB i Percona.

Distribuïts

Aquells que estan distribuïts sobre una série de nodos.

Columnstore

Almagasenament de columnes basat en InfiniDB 4.6.7. Dissenyat per al seu us en big data que pot escalar linealmente fins a petabytes i proporciona altes prestacions, adequada per a procés analític. Potencia les ventages de l'almagasenament en columnes, efectua compressió i permet particionado horisontal i vertical proporcionant bones prestacions a l'hora d'analisar grans conjunts de senyes. Està disponible en MariaDB 10.1 i 10.2.

Última versió: 1.2

Spider

El mecanisme d'almagasenament Spider oferix les següents característiques:

• permet usar taules d'un atre servidor MySQL com una taula local
• potencia les característiques d'atres mecanismes d'almagasenament per cooperació
• soporta transaccions XA
• pot particionar taules d'atres servidors MySQL

Està incorporat en la distribució 10.0.4 de MariaDB.

Última versió: 3.2.37 (gamma)

Pont en atres bases de senyes

Es repassen aquells que en cert modo permeten usar una tercera base de senyes des de l'interfaç MySQL.

Connect

L'objectiu principal d'este mecanisme és el de conectar a MariaDB a una gran cantitat de senyes no relacionals -generalment en fichers plans- per a processos BI sense necessitat de complexes solucions ETL.

Este mecanisme cobrix totes les funcionalitats de CSV + FEDERATED + MERGE sense cap de les seues llimitacions. També comprén més fonts de senyes (XML, dbase, ODBC...). L'implementació usa característiques alvançades per a indización, compressió i filtrat de condicions. Està per això enfocat a BI, més que a OLTP.

Pot accedir a taules localisades en qualsevol servidor local o remot, i el tipo de senyes de les columnes pot ser convertit sobre la marcha.

Última versió: 1.04.0005 (beta)

IBMDB2I

IBM proporciona un mecanisme d'almagasenament per a IBM serie i (antic AS/400). En eixe mecanisme les aplicacions escrites per a MySQL poden córrer en la serie i IBM almagasenant senyes en DB2. Açò permet implementar aplicacions MySQL transaccionals i en llínea almagasenant les senyes en un entorn DB2 únic i fàcil de gestionar.

InfiniDB

Desenrollat per Calpont, el mecanisme d'almagasenament InfiniDB no està disponible per separat sino que utilisa MySQL com a frontal formant un RDBMS complet. Conseguix aixina una base de senyes analítica orientada a columnes, especialisada de data warehouse i aplicacions de llectura intensiva.

InfiniDB usa el frontal MySQL per al procés sintàctic de SQL (parsing), seguritat i atres tasques administratives. Tot l'entorn gràfic, gestió de comandos, ferramentes de desenroll, complements BI, IDÉs, conectors i drivers que funcionen en MySQL també ho faran en InfiniDB.

Última versió: 2.2.11

Infobright

Infobright ha desenrollat una base de senyes analítica d'altes prestacions orientada al maneig de grans volums de senyes de negoci. La versió 4.0 en tecnologia DomainExpert permet analisar en temps real "Big Data" en optimizadores específicament dissenyats per a senyes generades automàticament.

Infobright implementa una base de senyes analítica orientada a columnes, ràpida i eficient. Proporcionant una compressió mija de 10:1, permet el tractament multidimensional de les senyes. És fàcil d'instalar i gestionar, i existix tant una Community Edition (ICE) com una Enterprise Edition (IEE).

La seua integració com a mecanisme d'almagasenament en MySQL permet l'accés dels usuaris d'este SGBDR i a ferramentes alvançades de BI.

Última versió: 4.0.7

Mdbtools

Mecanisme d'almagasenament que permet accés de solament llectura a bases de senyes Microsoft Access (fichers en extensió.mdb). Vore detalls del proyecte en «Sourceforge».

Última versió: 0.6

MyRocks

La base de senyes RocksDB està basada en LevelDB i mantinguda per Facebook Database Engineering Team. Este mecanisme d'almagasenament està optimisat per a funcionament ràpit en baixa latencia, com a discs flash i discs d'alta velocitat. Explota el potencial de l'alta velocitat de llectura i escritura per mig de l'almagasenament de senyes de log a alta velocitat en arbres LSM. Conseguix el doble de compressió que InnoDB i el triple que almagasenament sense compressió.

SphinxSE

Existix una base de senyes textual cridada Sphinx que funciona com un DBMS independent. Esta base de senyes va ser dissenyada especialment per a integrar-se de modo fàcil en bases de senyes SQL que contingueren els texts, i poder-se amprar en llenguages de scripting.

Els dos components principals de sphinx són:

• indexer: utilitat per a crear índexs de text complet
• searchd: procés que permet la conexió de programes externs

SphinxSE és un mecanisme que conecta sphinx en MySQL o atres bases de senyes SQL, i que pot ser incorporat en els servidors MySQL a partir de la versió 5.1 per mig de la seua arquitectura de mòduls enchufables. SphinxSE no almagasena senyes per sí mateixa, funciona com un client integrat que permet al servidor MySQL comunicar-se en el component de sphinx searchd per a realisar busques i obtindre els resultats. La busca i indexación la realisa el client Sphinx de SphinxSE per a MySQL.

Última versió: 2.2.6

Interfaç en bases de senyes no SQL

Per la seua especial rellevància es desglossen els mecanismes d'almagasenament que constituïxen el núcleu de bases de senyes no SQL i es poden utilisar des de MySQL.

Cassandra SE

El principal objectiu del mecanisme d'almagasenament Cassandra SE és l'integració de senyes entre el món SQL i el NOSQL al que pertany la base de senyes Cassandra. Permet:

• capturar senyes de Cassandra des del frontal web o sentència SQL
• insertar registres en Cassandra des d'una aplicació

La base de senyes Cassandra utilisa el llenguage CQL, pero en MariaDB 10.0 serà possible interrogar-la utilisant SQL. Açò permet que les columnes de Cassandra apareguen com a taules en les que es poden realisar INSERT, UPDATE o SELECT. És possible també escriure JOIN incloent taules que usen atres mecanismes d'almagasenament.

El mecanisme ve enllaçat estáticamente en la versió preliminar 5.5.25 de MariaDB i forma part de la versió MariaDB 10.0.1.

Última versió: 1.8 (experimental)

MemcacheDB

Es tracta d'un mecanisme d'almagasenament persistent per a parells clau-valor distribuït, que s'ajusta al protocol memcached, per lo que és accessible per qualsevol client que complixca eixe protocol.

MemcacheDB usa Berkeley DB com a base d'almagasenament, per lo que soporta les característiques de transacció i replicació.

Última versió: 1.2.1-beta

En ret

Ací es mencionen els mecanismes que permeten distribuir les senyes -per a llectura o escritura- entre més d'un nodo físic.

AWSS3 (†)

Simple Storage Service (S3) és un mecanisme d'almagasenament sobre Internet proporcionat com servici web per Amazon. Este mecanisme permet crear un almagasenament per a MySQL sobre S3 a través de la web.

Amazon S3 proporciona un senzill interfaç de servicis web que pot utilisar-se per a almagasenar i recuperar la cantitat de senyes que desige, quan desige, i des de qualsevol part de la web. Concedix accés a tots els usuaris a la mateixa infraestructura a un preu econòmic, altament escalable, fiable, segura i ràpida que utilisa Amazon per a tindre en funcionament la seua pròpia ret internacional de llocs web. Este servici té com a fi maximizar les ventages de l'escalat i traslladar estes ventages als usuaris finals.

Última versió: 0.06 (descontinuado, continua en ClouSE)

ClouSE

ClouSE és un mecanisme d'altes prestacions i alta fiabilitat que usa el servici web de Amazon S3 per a almagasenar les senyes.

Presenta estes característiques:

• transaccional en característiques ACID, permetent commit, rollback i recuperació front a caigudes
• utilisa almagasenament en cloud
• proporciona sifrat de senyes en AES-256
• permet l'accés directe a contingut blob

Última versió: 1.0b.1.8

Federated (†)

El mecanisme Federated permet guardar les senyes d'una taula en un atre servidor MySQL remot, a través de la ret. En realisar una consulta les senyes s'extrauen d'eixe servidor. No es guarden senyes en el servidor local, solament el ficher de format.frm. El mecanisme d'almagasenament usat pel servidor remot pot ser qualsevol dels que soporte est.

(descontinuado, continua en FederatedX)

FederatedX

Artícul principal → FederatedX.

És un proyecte que continua el desenroll del mecanisme d'almagasenament Federated. Es basa en el còdic d'este últim disponible en la versió MySQL 5.1.

Conta en moltes peticions de noves característiques i de correcció d'errors de Federated que duyen algun temps esperant. El mecanisme FederatedX es planteja incorporar estes característiques:

• Soportar ODBC, ademés de libmysql

• Acceptar conexions múltiples
• Soportar transaccions
• Permetre restriccions com LIMIT, columnes no indexades

Última versió: 0.1

Merge

El mecanisme d'almagasenament Merge -anteriorment conegut com MRG_MyISAM- agrupa un conjunt de taules basades en el mecanisme MyISAM idèntiques i les presenta com una sola. Les taules que s'agrupen han de ser idèntiques tant en camps com en índexs.

Si no s'especifica INSERT_METHOD en la seua creació no es permeten les insercions. Es pot especificar que estes es realisen en la primera o última taula de l'unió.

NDB

Artícul principal → MySQL Cluster.

NDBCLUSTER és una base de senyes desenrollada originalment per Ericcson per a us en les seues rets de telefonia basades en la central AXE. En el seu orige estava pensada com una base de senyes distribuïda geogràficament a nivell regional.

Encara que pot funcionar de manera autònoma, NDB va ser adaptada per al seu us per MySQL Cluster com un atre mecanisme d'almagasenament i aixina distribuir taules entre varis ordenadors. Està disponible des de la versió binaria de MySQL 5.0, i soportat en moltes plataformes Unix. En modo experimental es distribuïx per a Windows a partir de Cluster NDB 7.0.

Última versió: 7.3

ScaleDB

ScaleDB és un mecanisme d'almagasenament enchufable per a MySQL, que ho escala per a poder dispondre de la potència del cloud computing, ya siga esta pública, privada o interna a l'empresa. És un mecanisme pioner del NewSQL, que oferix les ventages de SQL i NOSQL, al mateix temps que permet el funcionament in the cloud.

Proporciona:

• Indexación a alta velocitat
• Simplicitat Plug-and-Cluster™
• Recuperació automàtica de senyes
• Característiques ACID
• Arquitectura en tot compartit
• Altes prestacions en el procés de transaccions
• Tolerància a fallos
• Bloquege a nivell de files
• Control de concurrència multi-nodo
• Elimina el requisit de particionar les senyes

Última versió: beta

Exòtics

S'arrepleguen finalment aquells mecanismes que tenen difícil classificació en les anteriors categories o un us molt específic.

DDE-GAN

El mecanisme DDE-GAN optimisa l'accés a les senyes sobre una ret global (GAN). La localisació de les senyes es basa en métodos estadístics de predicció per a optimisar l'accés pels nodos. Cada nodo solament conté un subconjunt de les senyes. Optimisant la localisació de les senyes en el cluster es minimisen els costs de comunicació. Permet construir una base de senyes distribuïda a nivell mundial.

Última versió: 0.2-alpha

Mroonga

Un mecanisme d'almagasenament per a caràcters CJK (chinenc, japonés & coreà) basat en groonga, un motor de busca textual.

A partir de que s'introduïren els mecanismes d'almagasenament enchufables en MySQL 5.1, es pot usar Mroonga fàcilment des de MariaDB 5.3.

MyBS

El mecanisme MyBS transforma a MySQL en un servidor escalable de continguts digitals capaç d'almagasenar películes, vídeos, sò i qualsevol atre objecte binario (BLOB) directament en la base de senyes.

OQGraph

El mecanisme d'almagasenament OQGraph (Open Query GRAPH) permet manejar estructures jeràrquiques -en arbre- i també grafos genèrics. OQGraph està especialment indicat per a manejar relacions n:m.

Última versió: Mk.II

Q4M

Implementa una coa de mensages que funciona com un mecanisme d'almagasenament enchufable a Mysql 5.1 o posteriors, dissenyat pensant en la robustea, rapidea i flexibilitat. Està en fase de producció i és amprat en multitut de servicis web

Última versió: 0.9.5

RitmarkFS

Permet treballar en sistemes de fichers directament des de MySQL. Pugues també accedir discs sense format.