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MySQL

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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MySQL

Basisdaten

Entwickler MySQL AB
Erscheinungsjahr 23. Mai 1995
Aktuelle Version 5.0.45 (Community Server), 5.0.46 (Enterprise Server)
(4. Juli 2007)
Aktuelle Vorabversion 8.0 RC1[1]
(25. September 2017)
Betriebssystem Unix, Linux, Windows, Mac OS X, i5/OS, OpenVMS
Programmier­sprache C++[2], C[3]
Kategorie Datenbankmanagementsystem
Lizenz Duales Lizenzsystem (Kommerziell und GPL Version 2)
deutschsprachig ja
mysql.com

MySQL [ˌmaɪɛskjuːˈɛl] ist ein Relationales Datenbankverwaltungssystem der schwedischen Firma MySQL AB. MySQL ist als Open-Source-Software für verschiedene Betriebssysteme verfügbar und bildet die Grundlage vieler Webauftritte.

Beschreibung

MySQL ist eine freie Software, die unter der General Public License (GPL) steht. MySQL kann auch mit einer kommerziellen Lizenz eingesetzt werden. (Duales Lizenzsystem)

Die Herkunft des Namens MySQL kann heute nicht mehr genau rekonstruiert werden. Seit 1996 wurden diverse Bibliotheken und Tools mit dem Präfix My geschrieben. Es wird spekuliert, dass der Name My der Tochter des Mitbegründers Monty Widenius vielleicht auch der Ursprung des Namens MySQL sein könnte. [4]

Neben vielen Unix-Varianten, Mac OS X und Linux läuft MySQL auch auf Windows, OS/2 und i5/OS (ehemals OS/400).

Einer Datenbankmanagementsystem-Engine können mehrere Datenbanken zugeordnet werden. In einer Datenbank können mehrere Tabellen angelegt werden. Die Tabellen können von unterschiedlichem Typ sein. Die maximale Größe der Tabellen wird im Prinzip nur durch das Betriebssystem limitiert.

Während frühere MySQL-Versionen nur Teile des SQL3-Sprachumfangs unterstützten (z. B. keine View-Definitionen möglich), bietet die Version 5.0 einen wesentlich erweiterten Sprachumfang an, der weitgehend dem SQL3-Standard entspricht.

Seit der Version 3.23.xx steht ein Replikationssystem zur Verfügung. Es ist für den Einsatz in einem Computercluster ausgelegt. Dabei sind dem Datenbankmanagementsystem (DBMS) mehrere Datenbanken auf unterschiedlichen Rechner-Knoten zugeordnet. Eine der Datenbanken fungiert als Master, hier werden die Datenbankinhalte verändert. Das Replikationssystem verteilt anschließend die datenverändernden SQL-Kommandos auf die anderen Datenbanken, die diese Änderungen lokal auf ihren Tabellen nachvollziehen. Es handelt sich hierbei also um eine asynchrone Replikation der SQL-Kommandos.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet von MySQL ist die Datenspeicherung für Web-Services. MySQL wird häufig in Verbindung mit dem Webserver Apache und PHP eingesetzt. Diese Kombination wird entsprechend der Anfangsbuchstaben der beteiligten Software als LAMP, MAMP bzw. WAMP bezeichnet, je nachdem ob als Betriebssystem Linux, Mac OS oder Windows benutzt wird.

Einige Webdienste bedienen sich dieser Architektur. Sie betreiben mehrere hundert MySQL-Server, über die die Zugriffe aus dem Netz abgewickelt werden.

MySQL wird in über hundert Produkten als eingebettetes Datenbanksystem eingesetzt. [5]

Geschichte

MySQL ist 1994 zunächst als Clone für mSQL entwickelt worden und deshalb zu diesem voll kompatibel. Die Software wurde sofort unter der Versionsnummer 3.21 veröffentlicht, um zu signalisieren, dass sie auf einem (von Monty entwickelten) Kern basiert, der schon eine lange Geschichte hat. Sie war von Anfang an für große Datenmengen und sehr gute Performance ausgelegt, teils auf Kosten von Stabilität und Verfügbarkeit.

Die Menge der Eigenschaften hingegen war zunächst beschränkt. So gab es nur wenige Tabellentypen und keine Transaktionen. Typischerweise werden neue Eigenschaften auf Wunsch der Anwender implementiert, die dadurch ein sehr großes „Mitspracherecht“ haben.

Bereits mit der Version 3.23 verfügte MySQL über zwei Tabellentypen mit Transaktionen, wobei der eine (InnoDB) den Kriterien ACID genügt.

Alle Operationen, die allgemeine SQL-Eigenschaften betreffen, sind für alle Tabellentypen gleich, während die Eigenschaften der Tabellentypen aufgrund der unterschiedlichen Architektur sehr verschieden sein können. So besitzt der Typ MyISAM bereits seit der frühen Version 3.23 eine sehr leistungsfähige Volltext-Suche, die beim Typ InnoDB (noch) nicht implementiert ist.

Mit dem MySQL-Cluster steht außerdem ein Tabellentyp zur Verfügung, bei dem die gesamte Datenbank im Arbeitsspeicher vorgehalten wird. Im Gegenzug unterstützt dieser Datentyp synchrone Replikation zwischen allen Clusterknoten und ebenfalls Transaktionen, aber wiederum keine Volltextsuche.

Die Version 4.0 wurde im März 2003 freigegeben. Sie erlaubt die Nutzung von Unions und führte einen Query Cache ein, der die Ergebnisse häufig benutzter SQL-Anfragen zwischenspeichert. [6]

Die Version 4.1 wurde im Oktober 2004 freigegeben. Sie bietet eine Datenspeicherung in unterschiedlichen Zeichensätzen pro Tabelle an. Es wird unter anderem auch Unicode unterstützt. Die Verwendung von Unterabfragen (Subqueries/Subselects) wird ermöglicht. [7]

Die Version 5.0 wurde im Oktober 2005 freigegeben. Sie unterstützt alle im SQL3-Standard definierten Objekttypen:

Ankündigungen für zukünftige Release

Die Version 5.1 kann Tabellen partitionieren, ein Plugin-API haben, eine zeilenbasierte Replikation und eine Ereignissteuerung ähnlich der Cronjobs unter UNIX. Die Version 5.1 befindet sich noch in Entwicklung (Stand: März 2007). Es stehen noch nicht alle angekündigten Funktionen zur Verfügung.

Eine Version 5.2 wird als Download für einen Alpha-Test angeboten (Stand: März 2007). Für diese Version ist eine umfassendere Unterstützung der Fremdschlüssel-Beziehungen angekündigt.

Einschränkungen

In diesem Abschnitt werden einige Einschränkungen der aktuellen Version beschrieben. Wenn zukünftige Release bereitgestellt werden, dann kann es sein, dass einige dieser Einschränkungen wegfallen.

Die hier beschriebenen Einschränkungen betreffen die Version 5.0.

  • VARCHAR-Spalten können bis Version 5.0.2 maximal die Länge 255 haben, ab 5.0.3 ist eine Länge bis 65535 Zeichen möglich.
  • Datenzeilen (mit Ausnahme vom BLOB- und TEXT-Daten) dürfen nicht größer als 8 KB sein.
  • Die Beachtung von Fremdschlüssel-Beziehungen wird noch nicht von allen Speicher-Engines ausgeführt. (Die Limitierung soll mit der Version 5.2 aufgehoben werden)
  • Der Umgang mit Null-Werten ist nicht immer korrekt. Wenn Default-Werte für Spalten definiert sind und bei einem Insert Null-Werte eingefügt werden, dann werden die Default-Werte für den zu speichernden Datensatz übernommen. Dieses Verhalten kann jedoch durch Setzen eines anderen SQL-Server-Modes beeinflußt werden. [8]

Speicher-Engines

MySQL bietet verschiedene Speicher-Engines für den Zugriff auf die Daten an. Jede einzelne Engine ist für ein spezielles Einsatz-Szenario optimiert. Man kann auch selber eine Speicher-Engine schreiben (Siehe die Engine EXAMPLE) und diese zu den bestehenden hinzufügen oder eine Anwendung ausschließlich mit der eigenen Engine betreiben. [9]

Die Anforderungen eines Datenbanksystems werden nur von der InnoDB-, BDB- und der FEDERATED-Engine erfüllt, da nur diese Engines Transaktionssicherheit gewähren. Genau genommen handelt es sich bei den anderen Engies nicht um Datenbankmanagementsysteme, sondern um Dateiverwaltungssysteme.

MyISAM

MyISAM bietet schnellen Zugriff auf Tabellen und Indices ohne Transaktionssicherung. Weil keine Daten gesperrt werden müssen, können die Zugriffe schneller ausgeführt werden. Wenn Schreib-Zugriffe nur selten und nicht von mehreren Benutzern gleichzeitig ausgeführt werden, dann ist MyISAM eine zuverlässige und sehr performante Speicher-Engine. MyISAM ist die Standard-Speicher-Engine von MySQL.

InnoDB

InnoDB bietet transaktionssichere Lese- und Schreib-Zugriffe für Tabellen, die den Typ InnoDB haben. Allerdings gibt es hier Einschränkungen. InnoDB bietet ferner die Möglichkeit, Fremdschlüssel-Beziehungen zu überprüfen.

InnoDB ist nach einer Installation mit dem Windows Essentials installer die Default-Speicher-Engine. InnoDB wird von der Oracle Tochterfirma Innobase Oy entwickelt.

MERGE

MERGE bietet die Möglichkeit, mehrere Tabellen vom Typ MyISAM, die die selbe Struktur haben, zu einer Tabelle zusammenzufassen und die Zugriffe darauf auszuführen.

MEMORY

Management von temporären Tabellen. Die Definition der Tabellen wird auf der Festplatte permanent gespeichert. Die Daten werden im Arbeitsspeicher gespeichert. Bei einem Neustarten des Servers sind die Tabellen-Strukturen noch vorhanden, die Inhalte müssen neu eingelesen werden z.B. aus permanenten Tabellen. Es sind spezielle Verfahren implementiert zur Speicherplatz-Verwaltung, um den Platz von gelöschten Sätzen bei der nächsten Einfügung wiederzuverwenden.

EXAMPLE

Code-Beispiel für die Entwicklung einer eigenen Speicher-Engine. EXAMPLE hat Funktionen zum Erstellen einer Tabelle, die Funktionen zum Schreiben und Lesen der Datensätze sind nur angedeutet. Ein SELECT-Statement liefert immer eine leere Ergebnismenge.

BDB

BDB ist die Abkürzung für Berkeley DataBase. Diese Speicher-Engine wurde von Sleepycat Software entwickelt und später an Oracle verkauft. Die BDB bietet Transaktionssicherheit und besondere Vorkehrungen, damit bei einem Systemausfall die gespeicherten Daten erhalten bleiben.

FEDERATED

Die FEDERATED-Engine bietet transaktionssicheren Zugriff auf Tabellen, die auf einem anderen Server liegen. Wenn man eine Tabelle vom Typ FEDERATED erstellt, dann wird diese auf dem anderen Server erstellt. Der lokale Server verhält sich wie ein Client, der auf den entfernten Server zugreift. Die FEDERATED-Engine verhält sich als ein föderiertes Informationssystem, das bedeutet, dass sie die Daten selber nicht speichert, sondern Zugriff auf den fernen Server gewährt, während auf diesem ebenfalls auf die Daten zugegriffen werden kann. Bei der Version 5.0 kann nur auf andere MySQL-Server zugegriffen werden. Es ist geplant, diese Engine zu erweitern, dass auch auf andere DBMS zugegriffen werden kann.

ARCHIVE

Die ARCHIVE-Engine ist für die Speicherung von großen Datenmengen bei einem möglichst sparsamen Umgang mit dem zur Verfügung stehenden Speicherplatz konzipiert. Es können keine Indices erstellt werden. Nur die Zugriffe INSERT und SELECT werden unterstützt. Der schnelle Zugriff auf die Daten steht hier nicht im Vordergrund.

Vor dem Speichern der Daten auf dem Speichermedium werden diese zunächst in einem Kompressionspuffer gesammelt. Wenn eine Serie von Einfüge-Operationen beendet wird, wird der optimale Kompressionsalgorithmus ermittelt und die Daten werden komprimiert ausgegeben.

Falls während einer Sequenz von Einfüge-Operationen von einem anderen Benutzer eine SELECT-Anfrage kommt, dann wird eine vorzeitige Kompression und Ausgabe der im Kompressionspuffer gespeicherten Daten erzwungen.

CSV

Bei der CSV-Engine werden die Daten im CSV-Format gespeichert, d.h. Zahlen werden nicht binär, sondern als einzelne Ziffern gespeichert und die einzelnen Werte werden durch Kommas getrennt.

BLACKHOLE

BLACKHOLE wurde dafür entwickelt, um die Syntax von SQL-Statements zu prüfen und ein Binärlog zu schreiben. Die Daten werden nicht gespeichert. Dadurch können Syntaxprüfungen von SQL-Statements ausgeführt werden, ohne dass Speicherplatz zum Speichern der Daten bereitgestellt werden muss. Die Ausgabe des Binärlogs kann über einen Parameter aktiviert und deaktiviert werden.

Die BLACKHOLE-Engine ist ideal für die folgenden Aufgaben:

  • Syntaxprüfung von Dump-Dateien
  • Testen der Datenreplikation durch anschließenden Vergleich der Binärlogs auf dem Master-Server und dem Slave-Server.
  • Zeitmessungen zur Bestimmung des Aufwands für das Schreiben des Binärlogs.

NDB Cluster

NDB ist die Abkürzung für Network Data Base. Die NDB-Engine ist die Implementierung der Cluster-Technik.

Eine MySQL-Cluster-Architektur besteht aus einem Management-Knoten, der das Cluster verwaltet, einem oder mehreren SQL-Knoten, die die eingehenden SQL-Anfragen bearbeiten, sowie mindestens zwei Datenknoten, die die eigentlichen Tabellen verteilt speichern und synchron unter sich replizieren. Bei allen Tabellen wird implizit die Key-Partitionierung verwendet.

DB2 unter i5/OS

Im April 2007 wurde die Verfügbarkeit von MySQL auf dem IBM System i5 (ehemals AS/400 bzw. iSeries) angekündigt. [10] Die in das Betriebssystem integrierte Datenbank DB2 fungiert hierbei als Database Engine für MySQL. Damit werden implizit Transaktionen unterstützt. IBM erhofft sich davon, neue Einsatzbereiche des Systems i5 für MySQL- und PHP-Anwendungen zu eröffnen.

Administration

Zur Verwaltung von MySQL-Datenbanken dient der mitgelieferte Kommandozeilen-Client (Kommandos mysql und mysqladmin). Als grafische Verwaltungskonsole bietet MySQL AB den MySQL Administrator und zur Visualisierung den MySQL Query Browser an.

Eine von vielen Alternativen ist die in der Skriptsprache PHP geschriebene Open-Source-Anwendung phpMyAdmin. Die grafische Benutzeroberfläche lässt sich über einen Browser bedienen. Man kann damit MySQL-Datenbanken verwalten. phpMyAdmin wird hauptsächlich zur Verwaltung von MySQL-Datenbanken auf Webservern verwendet, auf welchen die einzelnen Kunden keine Rechte haben mysql und mysqladmin direkt auszuführen. Zum Erstellen und Verwalten von Backups der Datenbanken auf Webservern wird - wenn keine Rechte für die Ausführung von mysqldump vorliegen - häufig die ebenfalls in PHP geschriebe Open-Source-Anwendung phpMyBackupPro eingesetzt.

Für ein unterbrechungsfreies System bietet sich die Master/Slave-Replikation an, wobei die Datensicherung auf dem Slave durchgeführt wird.

Partitionierung

Mit der Version 5.1 können MySQL-Tabellen partitioniert werden. Es stehen mehrere Partitionierungsarten zur Auswahl.

Range-Partitionierung

Bei der Range-Partitionierung werden Wertebereiche für die einzelnen Partitionen definiert.

In dem Beispiel wird eine Tabelle erstellt mit drei Partitionen. Die Spalte 'region' darf bei dieser Syntax nur Werte kleiner als 30 erhalten. 

   create table kunde 
   ( region int not null
   , nr int not null
   , name char(30)
   , ed date not null
   ) 
   partition by range(region) 
   ( partition p0 values less than (10)
   , partition p1 values less than (20) 
   , partition p2 values less than (30) 
   )
   ;

Die Partitionierung kann auch durch einen Ausdruck ermittelt werden. Der Ausdruck muss einen Integer-Wert als Ergebnis generieren. Wenn die letzte Partition mit dem Wert 'maxvalue' definiert wird, damit kann man in die Spalte 'region' alle Integer-Zahlen eingefügen. 

   create table kunde 
   ( region int not null
   , nr int not null
   , name char(30)
   , ed date not null
   ) 
   partition by range(year(ed)) 
   ( partition p0 values less than (1990)
   , partition p1 values less than (2000) 
   , partition p2 values less than maxvalue 
   )
   ;

List-Partitionierung

Bei der List-Partition werden die Werte einzeln aufgezählt.

Beispiel: 

   create table kunde 
   ( region int not null
   , nr int not null
   , name char(30)
   , ed date not null
   ) 
   partition by list(region) 
   ( partition p0 values in (1, 3, 5 )
   , partition p1 values in (2, 4, 6 ) 
   , partition p2 values in (10, 11, 12 )
   )
   ;

Hash-Partitionierung

Bei der Hash-Partitionierung wird die Verteilung der Sätze auf die einzelnen Partitionen vom DBMS ermittelt. Bei der regulären Hash-Partitionierung wird die Modulo-Funktion als Hash-Funktion verwendet (Region modulo 4). Sie hat den Vorteil, dass in der Spalte 'region' alle Integer-Zahlen eingefügt werden können. 

   create table kunde 
   ( region int not null
   , nr int not null
   , name char(30)
   , ed date not null
   ) 
   partition by hash(region) partitions 4
   ;

Es gibt auch eine 'Lineare' Hash-Partitionierung. Dabei kommt eine andere Hash-Funktion zum Einsatz.

Key-Partitionierung

Bei der Key-Partitionierung wird implizit eine Hash-Funktion verwendet. Als Input für die Funktion dient der Primärschlüssel der Tabelle. 

   create table kunde 
   ( nr int not null primary key
   , name char(30)
   , ed date not null
   ) 
   partition by key() partitions 4
   ;

Die Key-Partitionierung wird bei der Speicherengine NDB implizit bei allen Tabellen verwendet. Das erleichtert die interne Koordination der Replikation.

Unterpartitionen

Bei jeder Art von Partitionierung können zusätzlich 'Subpartitions' definiert werden. Dadurch ist eine noch granularere Aufteilung der Daten möglich.

Cluster-Technik

MySQL wird oft als DBMS im Web-Umfeld eingesetzt. Hier kommt es darauf an, dass viele Lesezugriffe schnell ausgeführt werden. Das Cluster-Konzept von MySQL in der Version 5.0 ist für ein Computercluster ausgerichtet, das in einer Shared Nothing Architecture aufgebaut ist. Das bedeutet, dass jeder Rechner-Knoten seine eigenen Festplatten und Arbeitsspeicher hat. Wenn die einzelnen Rechner-Knoten mit einem genügend großen Arbeitsspeicher ausgestattet sind, dann können alle Daten im Arbeitsspeicher gehalten werden. Bei mehreren Tests hat MySQL für solche Anforderungen schon bessere Zugriffszeiten bewiesen, als Oracle und DB2.

Bei der Cluster-Technik der Version 5.0 sind Schreibzugriffe mit einem großen Overhead verbunden.

MySQL AB hat ein Cluster-Konzept angekündigt, bei dem alle Knoten auf die selben Festplatten zugreifen. (Shared Storage) Die Schreib-Zugriffe sollten dadurch schneller werden.

Nach eigenen Angaben bietet die Cluster-Technologie von MySQL eine 99,999 %ige Verfügbarkeit. [11] [12] Das bedeutet eine jährliche Ausfallzeit von weniger als 6 Minuten.

NDB Cluster wurde von MySQL AB mit der Erwerb der Firma Alzato (einem Ericsson-Ableger) übernommen.

Tools

Zum Funktionsumfang gehören die folgenden Kommandozeilentools:

  • mysqlimport − Fungiert als Ersatz für LOAD DATA INFILE... Durch Angabe von Parametern können sich Benutzer anmelden und das Verhalten des Programms gesteuert werden.
  • mysqldump − Fungiert als Ersatz für SELECT * INTO OUTFILE. Zusätzlich kann die Tabellenstruktur gedumpt werden. Durch Angabe von Parametern können sich Benutzer anmelden und das Verhalten des Programms gesteuert werden.
  • perror − Zeigt zu Fehlercodes erweiterte Informationen an. Als Parameter wird beim Programmstart der Errorcode benötigt.
  • mysqlshow − Hiermit können Metadaten zu Datenbanken, Tabellen oder einzelnen Tabellenspalten angefordert werden.

Support-Angebote

MySQL AB bietet Support-Lizenzen für vier Leistungsstufen an, die sich im Leistungsumfang und im Preis unterscheiden: MySQL Enterprise Basic, Silver, Gold und Platinum. [13]

Folgende Leistungen werden durch die Lizenzverträge zugesagt:

  • Monatliche Updates
  • Beratungsunterstützung
  • Unterstützung zur Problemlösung
  • Haftungsfreistellung vor Schadensersatzansprüchen Dritter

Literatur

Siehe auch

Referenzen

  1. ↑ MySQL 8.0 RC1 – Highlights.
  2. ↑ The mysql Open Source Project on Open Hub: Languages Page. In: Open Hub. (englisch, abgerufen am 28. Juli 2018).
  3. ↑ The mysql Open Source Project on Open Hub: Languages Page. In: Open Hub. (abgerufen am 19. Juli 2018).
  4. ↑ Hilfesystem der Version MySQL 5.0 Kapitel 1.3 und 1.4
  5. ↑ http://www.mysql.de/oem/
  6. ↑ Reference-Manual der Version 4.0
  7. ↑ MySQL Reference-Manual der Version 4.1
  8. ↑ MySQL Reference-Manual der Version 5.0
  9. ↑ Reference-Manual von MySQL Version 5.0 Kapitel 14. Speicher-Engines und Tabellentypen
  10. ↑ Angekündigung der Verfügbarkeit von MySQL auf dem IBM System i5
  11. ↑ http://www.mysql.de/products/database/cluster/
  12. ↑ Quelle: Computerwoche 45/2006 Seite 24
  13. ↑ Angebot an Support-Leistungen von MySQL AB
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