怎样分析MySQL体系架构

本文将详细解释如何分析MySQL架构。文章内容质量很高，我就分享给大家作为参考。希望大家看完这篇文章后对相关知识有一定的了解。

要了解mysql的运行机制，首先要对mysql的架构有一定的了解。

由于最近的一些事件，我受到了很大的打击，我觉得我可能会更加努力，我的职业生涯也会是这样。因此，我突然失去了原来学习技术和写博客的热情。

但无论如何，我自己选择了这条路，哭着也要走完。另外，目前似乎没有别的路可走。

mysql体系结构

mysql的架构如图所示。可以看出，MySQL由以下几个部分组成：

连接池组件

管理服务和工具组件。

SQL接口组件

查询分析器组件

优化器组件

缓存组件。

插入式存储引擎

物理文件

说明：

MySql区别于其他数据库的最重要的特性之一是它的插件式的表存储引擎.

需要注意：

存储引擎是基于表的，而不是基于数据库。

基于这样的特点，项目中的大部分业务数据库都需要支持事务属性，因此采用了InnoDB存储引擎。但是对于那些具有只读特性的表，我们可以考虑使用MyISAM存储引擎，这样不会破坏数据库的事务特性。

详细说明

的顶层是连接组件。以下服务器由连接池、管理工具和服务、SQL接口、解析器、优化器、缓存、存储引擎和文件系统组成。

连接池:由于每次设置都要花费很多时间，连接池的功能就是缓存这些连接，建立的连接下次可以直接使用，提高服务器性能。管理工具和服务:系统管控工具，如备份恢复、Mysql复制、集群等。SQL接口:接受用户的SQL命令，并返回用户需要查询的结果。例如，从调用SQL接口查询解析器:的方式中选择。当SQL命令被传递给解析器时，它将被解析器验证和解析(权限、语法结构)。

主要功能：

A.将SQL语句分解成一个数据结构，并将这个结构传递给后续的步骤，然后SQL语句的传输和处理就是基于这个结构。

B.如果在分解和组合中遇到错误，那么这个sql语句就是不合理的查询优化器:查询优化器，它将用于在查询之前优化查询。他用“选取-投影-联接”策略来质疑。

可以通过一个例子来理解：选择uid，从性别=1的用户中选择名称；

这个select查询首先根据where语句进行选择，而不是先查询所有的表，然后执行性别过滤。

在这个选择查询中，属性首先根据uid和名称进行投影，而不是在取出所有属性后进行过滤。

结合这两个查询条件，生成最终的查询结果。

此外，查询优化器还可以控制sql语句查询哪个索引，并自动调整sql语句中where条件的顺序，以满足复合索引最左侧匹配原则的规则。

缓存器:查询缓存。如果查询缓存中有命中查询结果，查询语句可以直接从查询缓存中获取数据。

LRU算法溢出了数据的冷端，将来会及时刷新到磁盘的数据页，称为脏页。

这种缓存机制由一系列小缓存组成。如表缓存、记录缓存、关键字缓存、权限缓存等。

不建议将缓存用于MySQL查询，因为在实际业务场景中，查询缓存失效可能非常频繁。如果更新表，表中的所有查询缓存都将被清空。

因此，我们通常不建议在大多数情况下使用查询缓存。

MySQL版本后，删除了缓存功能，官方认为这个功能在实际应用场景中并不多见，所以干脆删除了。

MySQL 8.0 版本后移除:说白了，存储引擎就是一种如何管理运营数据(存储数据、如何更新、查询数据等)的方法。).因为关系数据库中的数据是以表的形式存储的，所以存储引擎也可以称为表类型(即存储和操作这个表的类型)。

>物理文件：
物理文件包括：日志文件，数据文件，配置文件，pid文件,socket文件等

一个查询语句的执行流程

说了以上这么多，那么究竟一条 sql 语句是如何执行的呢？其实我们的 sql 可以分为两种，一种是查询，一种是更新（增加，更新，删除）。我们先分析下查询语句，语句如下：

select * from tb_student  A where A.age='18' and A.name=' 张三 ';

结合上面的说明，我们分析下这个语句的执行流程：
1、建立连接
2、调用sql接口
3、鉴权：先检查该语句是否有权限，如果没有权限，直接返回错误信息
4、缓存判断：如果有权限，在 MySQL8.0 版本以前，会先查询缓存，以这条 sql 语句为 key 在内存中查询是否有结果，如果有直接缓存，如果没有，执行下一步。
5、解析sql语句：
通过分析器进行词法分析，提取 sql 语句的关键元素，比如提取上面这个语句是查询 select，提取需要查询的表名为 tb_student,需要查询所有的列，查询条件是这个表的 id=‘1’。然后判断这个 sql 语句是否有语法错误，比如关键词是否正确等等，如果检查没问题就执行下一步。
6、查询优化对sql语句进行sql
接下来就是优化器进行确定执行方案，上面的 sql 语句，可以有两种执行方案：
 a. 先查询学生表中姓名为“张三”的学生，然后判断是否年龄是 18。
 b. 先找出学生中年龄 18 岁的学生，然后再查询姓名为“张三”的学生。
 那么优化器根据自己的优化算法进行选择执行效率最好的一个方案（优化器认为，有时候不一定最好）。确认了执行计划后就准备开始执行了。

7、执行查询，返回结果

物理文件说明

1、日志文件

 

error log     错误日志       排错          /var/log/mysqld.log【默认开启】
 
bin log       二进制日志    备份          增量备份 DDL DML DCL
 
Relay log   中继日志        复制            接收 replication master
 
slow log     慢查询日志     调优         查询时间超过指定值

日志文件的默认位置：
Error Log
log-error=/var/log/mysqld.log
Binary Log
log-bin=/var/log/mysql-bin/bin.log
server-id=2 5.7.x版本后
Slow Query Log
slow_query_log=1|0
slow_query_log_file=/var/log/mysql-slow/slow.log
long_query_time=3

2、配置文件
/etc/my.cnf—>/etc/mysql/my.cnf—>/usr/etc/my.cnf—> ~/.my.cnf
如果冲突，以最后一个读取的为准
[mysqld]组中包括了mysqld服务启动时的初始化参数
[client]组中包含着客户端工具程序可以读取的参数，此外还有其他针对各个客户端软件的特定参数组等

3、数据文件
1、.frm文件
不论是什么存储引擎，每一个表都会有一个以表名命名的.frm文件，与表相关的元数据（meta)信息都存放在此文件中，包括表结构的定义信息等。
2、.MYD文件
myisam存储引擎专用，存放myisam表的数据（data)。每一个myisam表都会有一个.MYD文件与之呼应，同样存放在所属数据库的目录下
3、.MYI文件
也是myisam存储引擎专用，存放myisam表的索引相关信息。对于myisam存储引擎来说，可以被缓存(cache)的内容主要就是来源于.MYI文件中。
每一个myisam表对应一个.MYI文件，其存放的位置和.frm及.MYD一样
4、.ibd文件和ibdata文件
存放innoDB的数据文件（包括索引）。innoDB存储引擎有两种表空间方式：独享表空间和共享表空间。
独享表空间：使用.ibd文件来存放数据，且每个表一个.ibd文件，文件存放在和myisam数据相同的位置。
共享表空间：使用.ibdata文件，所有表共同使用一个（或多个，自行配置）ibdata文件。

ibdata1:系统表空间（数据文件）undo 段
ib_logfile0   redlog文件  一组
ib_logfile1

db.opt文件    此文件在每一个自建的库里都会有，记录这个库的默认使用的字符集和校验规。

4、pid文件
pid文件是mysqld应用程序在Unix/Linux环境下的一个进程文件，和许多其他Unix/Linux服务端程序一样，它存放着自己的进程id

5、socket文件
socket文件也是在Unix/Linux环境下才有的，用户在Unix/Linux环境下客户端连接可以不通过TCP/IP网络而直接使用Unix Socket来连接mysql.

数据库、数据库实例、数据库服务器

数据库（database）：
操作系统或存储上的数据文件的集合。mysql数据库中，数据库文件可以是* .frm、.MYD、.MYI、*.ibd等结尾的文件，不同存储引擎文件类型不同。
更偏向文件的存储方面。
数据库实例（instance）
由后台进程或者线程以及一个共享内存区组成。共享内存可以被运行的后台线程所共享。
需要注意：数据库实例才是真正操作数据库的。
更偏向应用操作方面。

数据库和数据库实例的关系：
通常情况下，数据库实例和数据库是一一对应的关系，也就是一个数据库实例对应一个数据库；
但是，在集群环境中存在多个数据库实例共同使用一个数据库。
比如一个数据库里面的表，经过分表策略，可以分散在多个数据库实例中。
数据库实例指的是数据库应用，数据库指的是在数据库实例上面创建的database。
比如在服务器上部署了一个3306端口的mysql应用，那么就是一个数据库实例；
如果继续部署一个3309的mysql应用，那么就是在一个服务上部署了2个msql的实例。
在3306端口的mysql实例上，创建一个名为order的database，就是创建了一个数据库。

数据库服务器(database server)
部署安装数据库实例的服务器。

总结

1、mysql体系结构，主要包括连接池组件、管理服务和工具组件
SQL接口组件、查询分析器组件、优化器组件、缓冲（Cache）组件、插件式存储引擎
物理文件。
2、分析一个查询语句的执行过程：建立连接—》权限校验—》查询缓存—》分析器—》优化器—》权限校验—》执行器—》引擎
3、区分数据库、数据库实例、数据库服务器

【开心一刻】

    

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