Un introduzione. Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini

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1 Un introduzione Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 1

2 L utilizzo di MySQL Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 2

3 L utilizzo di MySQL Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 3

4 Un po di storia 1996: Nasce MySQL 2008: Sun Microsystems acquista MySQL AB 2010: Oracle Corporation acquista la Sun Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 4

5 Costi e licenze MySQL è un un progetto Open Source Versioni Enterprise con maggior supporto e caratteristiche o MySQL Community Edition o MySQL Standard Edition o MySQL Enterprise Edition (hot backup, partitioning, advanced server monitor) o MySQL Cluster Edition (enterprise + clustering) Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 5

6 Portabilità Piattaforme supportate da MySQL Community Server o Linux (kernel 2.6 e superiori) o Famiglia Windows (a partire da Windows XP e Windows Server 2003) o Mac Os X o Solaris 2.8 su SPARC e x86 o FreeBSD 5.x e successive o HP-UX 11.x o Porting su qualunque sistema che abbia un compilatore C++ e supporti i thread POSIX Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 6

7 Versioni Formati di distribuzione o Distribuzioni binarie o Distribuzioni sorgenti Versioni o MySQL 5.5: ultima release stabile o MySQL 5.6: release corrente di sviluppo o MySQL 4.1, 4.0, 3.23: release non più supportate Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 7

8 Compatibilità con gli Standard Obiettivo di MySQL: supporto completo standard SQL ANSI/ISO DBMS non del tutto standard-compliant a causa di funzionalità minori: o Trigger su View (non supportata) o Vincoli su Foreign Key o Differenze sintassi e funzionalità Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 8

9 MySQL Workbench Tool grafico per la gestione di database e server MySQL Aree funzionali: o SQL Development o Data modeling o Server Administration Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 9

10 MySQL Workbench Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 10

11 SQL Development Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 11

12 Data Modeling Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 12

13 Server Administration Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 13

14 Architettura Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 14

15 InnoDB Default storage engine (dalla versione 5.5) Supporto transazioni ACID Riesegue ultime istruzioni nei log o In un tempo indipendente dalle dimensioni della tabella! Propria gestione della cache Immagazzina record sull ordine della Primary Key Row-Locking granularity Supporto dei savepoint Bassa compressione dei record Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 15

16 Struttura Fisica MySQL memorizza dizionari tabelle in file.frm InnoDB le memorizza anche nel suo workspace o Ogni file.frm descrive una tabella Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 16

17 Struttura Fisica Tablespace Dati memorizzati in un tablespace Un solo tablespace di default o Minimo 10MB o Dimensione autoincrementale o Possono essere aggiunti Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 17

18 Struttura Fisica Primary Index Viene creato un indice clustered o In genere su Primary Key o È un indice B-tree Record memorizzati direttamente nelle foglie dell indice Ordinati secondo Chiave Primaria Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 18

19 Struttura Fisica Secondary Index Memorizzano nelle foglie solo la Chiave Primaria Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 19

20 Struttura Fisica Struttura degli Indici Pagine di 16 KB Fattore di Utilizzazione o d = 15/16 o 1/2 < d < 15/16 per inserimento Sequenziale per inserimento Casuale Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 20

21 Struttura Fisica Pagina Struttura della pagina: Fil Header Page Header Infimum + Supremum Records User Records Free Space Page Directory Fil Trailer Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 21

22 Struttura Fisica Record Ogni record ha: 6 byte di intestazione 6 byte per il transaction ID 7 byte per il roll pointer Un row ID di 6 byte se non è definita la PK Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 22

23 Struttura Fisica Backup I backup sono file SQL contenenti o Definizione del DB o Definizione delle tabelle o Definizione delle colonne o INSERT dei dati Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 23

24 Esempio file DUMP CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `contabilita` USE `contabilita`; DROP TABLE IF EXISTS `abilitati`; CREATE TABLE `abilitati` ( `Utente` varchar(25) NOT NULL DEFAULT '', `Verbali` tinyint(1) DEFAULT NULL, `Fatture` tinyint(1) DEFAULT NULL, `Riepiloghi` tinyint(1) DEFAULT NULL, `Anagrafica` tinyint(1) DEFAULT NULL, `Setup` tinyint(1) DEFAULT NULL, `Password` varchar(16) DEFAULT NULL, `Letterine` tinyint(1) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`Utente`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1; LOCK TABLES `abilitati` WRITE; INSERT INTO `abilitati` VALUES ('Annalisa', 0,1,1,0,0,'',0); UNLOCK TABLES; Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 24

25 Transazioni Default: autocommit mode o Aggiornamenti automaticamente consolidati Sintassi: START TRANSACTION...istruzioni di aggiornamento... COMMIT / ROLLBACK Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 25

26 Transazioni È possibile disabilitare l autocommit o Tramite SET AUTOCOMMIT=0 Aggiornamenti sospesi o fino all utilizzo di COMMIT o ROLLBACK! Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 26

27 Supporto savepoint Transazioni #esempio con autocommit=1 START TRANSACTION...istruzioni di aggiornamento (1)... SAVEPOINT sp1;...istruzioni di aggiornamento (2)... ROLLBACK TO SAVEPOINT sp1;...istruzioni di aggiornamento (3)... COMMIT Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 28

28 Transazioni Limitazioni o Operazioni non annullabili Creazione, eliminazione, alterazione di tabelle o DB Causano implicita COMMIT No ROLLBACK su intera transazione Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 29

29 Stored Routines Due tipologie o Stored Procedures o Stored Functions Introdotte da MySQL 5.0 Tre tipi di parametri o IN o OUT o INOUT Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 30

30 Stored Routines #definizione di una Procedura CREATE [DEFINER = { user CURRENT_USER }] PROCEDURE nome_procedura ([parametri[,...]]) [caratteristiche...] corpo_della_routine Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 31

31 Stored Routines #definizione di una User-defined Function CREATE [DEFINER = { user CURRENT_USER }] FUNCTION nome_procedura ([parametri[,...]]) RETURNS type [caratteristiche...] corpo_della_routine Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 32

32 Stored Routines #invocazione di una Routine CALL nome_procedura ([parametri[,...]]) Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 33

33 Sicurezza La sicurezza è gestita per mezzo di autenticazione sul server. Gli utenti sono definiti a livello di server (quindi sono condivisi da tutti i DB) Un utente è composto da o Nome utente o Password o Host o Administrative roles Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 34

34 Sicurezza - 2 Ad ogni utente è associata una lista di host L host indica l indirizzo (o gruppo di indirizzi) dai quali l utente si può connettere GRANT ALL PRIVILEGES ON db.* TO L utente annalisa avrà la possibilità di collegarsi al DBMS da un host con indirizzo che fa match con la seguente regola: client_ip & = 192.xx.xxx.0 Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 35

35 Sicurezza - 3 Un utente può appartenere a più administrative roles: DBA: permette di eseguire tutto MantenianceAdmin: garantisce i diritti per effettuare la manutenzione al server ProcessAdmin: permette di accedere, controllare e fermare i processi degli utenti che girano sul server UserAdmin: permette di creare nuovi login e modificare la password SecurityAdmin: permette di dare e rimuovere autorizzazioni sia per il server che per i singoli DB MonitorAdmin: diritti minimi per monitorare il server DBManager: da pieni diritti su tutti i DB DBDesigner: diritti per creare e reingegnerizzare schemi ReplicationAdmin: diritti per impostare e gestire replice del DB BackupAdmin: set minimo di diritti per fare un backup Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 36

36 Sicurezza - 4 Dopo aver definito il ruolo dell utente nel server è possibile definire: Privilegi per accesso ad un DB (lettura, scrittura, modifica, etc...) Privilegi per l accesso ad una singola tabella o vista Privilegi per l accesso ad una singola colonna di una tabella o vista Privilegi di esecuzione di una specifica routine Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 37

37 Sicurezza Crittografia MySQL mette a disposizione delle funzione per crittografare (e decriptare) i dati o MySQL. AES_ENCRYPT() o MySQL. AES_DECRYPT() Utili per andare a proteggere campi con dati di natura personale come : o Password o Informazioni sanitarie o etc Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 38

38 Ottimizzazione Mantenimento di un buon livello delle prestazioni dell ambiente MySQL o Focus su: computazione del miglior piano di esecuzione per la risoluzione delle query L ottimizzatore di MySQL è basato su regole euristiche e informazioni statistiche ottenute dall'analisi del database Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 39

39 Principali tecniche di Ottimizzazione Rewriting di query o Rimozione di parentesi non necessarie ((a AND b) AND c OR (((a AND b) AND (c AND d)))) -> (a AND b AND c) OR (a AND b AND c AND d) o Sostituzione di costanti (a<b AND b=c) AND a=5 o -> b>5 AND b=c AND a=5 Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 40

40 Principali tecniche di Ottimizzazione - 2 Elaborazione della miglior combinazione con cui eseguire i join specificati nella query Accesso alle tabelle coinvolte nella query: scelta del miglior indice disponibile VS scansione sequenziale Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 41

41 Indici MySQL utilizza generalmente indici B+tree o Eccezioni: Indici su tipi di dati spaziali (R-tree) Tabelle MEMORY (supporto ad indici hash) Scelta del set ottimale di indici da utilizzare o Gli indici inessenziali: Occupano spazio su disco Rallentano l'ottimizzatore nella scelta del piano d'accesso ottimale Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 42

42 L'istruzione SHOW INDEX Mostra informazioni sugli tutti gli indici di una tabella Esempio: CREATE TABLE cars ( id_car int NOT NULL, ); car_name char(30), PRIMARY KEY (id_car), INDEX idx_car (car_name) Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 43

43 SHOW INDEX - Esempio mysql> SHOW INDEX FROM cars; Non_unique Key_name Column_name Cardinality Index_type PRIMARY id_car 4 BTREE 1 idx_car car_name 4 BTREE rows in set (0.00 sec) Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 44

44 L istruzione EXPLAIN Fornisce informazioni sul piano di esecuzione di una query fornita in input Tipi di query supportati: SELECT, DELETE, INSERT, REPLACE e UPDATE E sufficiente prefissare la query o EXPLAIN SELECT... FROM... o EXPLAIN INSERT... INTO... Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 45

45 Esempio EXPLAIN mysql> SELECT last_name, first_name, car_name -> FROM people, cars -> WHERE car=id_car AND car_name='peugeot 207'; last_name first_name car_name Leardini Andrea Peugeot 207 Verdi Davide Peugeot 207 Rossi Luca Peugeot rows in set (0.00 sec) Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 46

46 Esempio EXPLAIN - 2 mysql> EXPLAIN SELECT last_name, first_name, car_name -> FROM people, cars -> WHERE car=id_car AND car_name='peugeot 207'; id select_type table type possible_keys key rows SIMPLE cars ref PRIMARY,idx_car idx_car 1 1 SIMPLE people ALL NULL NULL rows in set (0.00 sec) Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 47

47 Benchmark emp7 ciclo: while i <14 do insert into emp7(empno, ename, deptno) values (i,'smith',10); set i=i+1; end while ciclo; select count(*) from emp7 emp1, emp7 emp2, emp7 emp3, emp7 emp4, emp7 emp5, emp7 emp6, emp7 emp_7 where emp_7.deptno=10; MySQL 5.5 InnoDb 418ms SQL Server 2008 R2 160ms Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 48

48 Benchmark TpcB SCALA 10 BRANCHES 10 righe TELLERS 100 righe ACCOUNTS righe HISTORY 0 righe MySQL 5.5 InnoDb 19ms SQL Server 2008 R2 49ms Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 49

49 Confronto prestazioni MySQL SQL Server '#!" '!!" &#!" &!!" %#!" %!!" Il test EMP7 è CPU-bound SQL Server riesce a scalare meglio in presenza di più core $#!" $!!" #!"!" ()*+",*-." /012/(34(32%!!526%" 78/012#9#2:2;<<=>." Sul benchmark TpcB, il motore InnoDb transazionale mostra le sue potenzialità e risulta più veloce Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 50

50 Grazie per l attenzione! Sistemi Informativi LM d'agostino, Fornari, Leardini 51

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