怎樣分析MySQL體系架構(gòu)

但不管怎樣，路是自己選的，哭著也要走完。何況，目前好像也沒有其他路可走。

mysql體系結(jié)構(gòu)

 

由圖，可以看出MySQL由一下幾部分組成：

• 連接池組件

• 管理服務(wù)和工具組件

• SQL接口組件

• 查詢分析器組件

• 優(yōu)化器組件

• 緩沖（Cache）組件

• 插件式存儲(chǔ)引擎

• 物理文件

說明：
MySql數(shù)據(jù)庫區(qū)別于其他數(shù)據(jù)庫的最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是其插件式的表存儲(chǔ)引擎。
需要注意：
    存儲(chǔ)引擎是基于表的，而不是基于數(shù)據(jù)庫。

基于這樣的特性，針對(duì)在項(xiàng)目中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，大部分大多數(shù)需要支持事務(wù)屬性，所以采用的使用InnoDB存儲(chǔ)引擎。但是針對(duì)那些只讀特性的表，我們可以考慮使用MyISAM存儲(chǔ)引擎，這樣并不會(huì)破壞數(shù)據(jù)庫的事務(wù)特性。

詳細(xì)說明

最上層是連接組件。下面服務(wù)器是由連接池、管理工具和服務(wù)、SQL接口、解析器、優(yōu)化器、緩存、存儲(chǔ)引擎、文件系統(tǒng)組成。

連接池：由于每次建立建立需要消耗很多時(shí)間，連接池的作用就是將這些連接緩存下來，下次可以直接用已經(jīng)建立好的連接，提升服務(wù)器性能。
管理工具和服務(wù)：系統(tǒng)管理和控制工具，例如備份恢復(fù)、Mysql復(fù)制、集群等
SQL接口：接受用戶的SQL命令，并且返回用戶需要查詢的結(jié)果。比如select from就是調(diào)用SQL Interface
查詢解析器: SQL命令傳遞到解析器的時(shí)候會(huì)被解析器驗(yàn)證和解析(權(quán)限、語法結(jié)構(gòu))
主要功能：
a . 將SQL語句分解成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將這個(gè)結(jié)構(gòu)傳遞到后續(xù)步驟，以后SQL語句的傳遞和處理就是基于這個(gè)結(jié)構(gòu)的
b. 如果在分解構(gòu)成中遇到錯(cuò)誤，那么就說明這個(gè)sql語句是不合理的
查詢優(yōu)化器：查詢優(yōu)化器，SQL語句在查詢之前會(huì)使用查詢優(yōu)化器對(duì)查詢進(jìn)行優(yōu)化。他使用的是“選取-投影-聯(lián)接”策略進(jìn)行查詢。
用一個(gè)例子就可以理解：select uid,name from user where gender = 1;
這個(gè)select 查詢先根據(jù)where 語句進(jìn)行選取，而不是先將表全部查詢出來以后再進(jìn)行g(shù)ender過濾
這個(gè)select查詢先根據(jù)uid和name進(jìn)行屬性投影，而不是將屬性全部取出以后再進(jìn)行過濾
將這兩個(gè)查詢條件聯(lián)接起來生成最終查詢結(jié)果。

此外查詢優(yōu)化器還能控制一個(gè)sql語句查詢具體走哪一個(gè)索引，自動(dòng)調(diào)整sql語句中where條件的順序，來滿足復(fù)合索引最左匹配原則的規(guī)則。

緩存器：查詢緩存(MySQL 8.0 版本后移除)，如果查詢緩存有命中的查詢結(jié)果，查詢語句就可以直接去查詢緩存中取數(shù)據(jù)。
通過LRU算法將數(shù)據(jù)的冷端溢出，未來得及時(shí)刷新到磁盤的數(shù)據(jù)頁，叫臟頁。
這個(gè)緩存機(jī)制是由一系列小緩存組成的。比如表緩存，記錄緩存，key緩存，權(quán)限緩存等

MySQL 查詢不建議使用緩存，因?yàn)椴樵兙彺媸г趯?shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中可能會(huì)非常頻繁，假如你對(duì)一個(gè)表更新的話，這個(gè)表上的所有的查詢緩存都會(huì)被清空。
所以，一般在大多數(shù)情況下我們都是不推薦去使用查詢緩存的。
MySQL 8.0 版本后刪除了緩存的功能，官方也是認(rèn)為該功能在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景比較少，所以干脆直接刪掉了。

插入式存儲(chǔ)引擎 ：存儲(chǔ)引擎說白了就是如何管理操作數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、如何更新、查詢數(shù)據(jù)等）的一種方法。因?yàn)樵陉P(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是以表的形式存儲(chǔ)的，所以存儲(chǔ)引擎也可以稱為表類型（即存儲(chǔ)和操作此表的類型）

物理文件：
物理文件包括：日志文件，數(shù)據(jù)文件，配置文件，pid文件,socket文件等

一個(gè)查詢語句的執(zhí)行流程

說了以上這么多，那么究竟一條 sql 語句是如何執(zhí)行的呢？其實(shí)我們的 sql 可以分為兩種，一種是查詢，一種是更新（增加，更新，刪除）。我們先分析下查詢語句，語句如下：

select * from tb_student  A where A.age='18' and A.name=' 張三 ';

結(jié)合上面的說明，我們分析下這個(gè)語句的執(zhí)行流程：
1、建立連接
2、調(diào)用sql接口
3、鑒權(quán)：先檢查該語句是否有權(quán)限，如果沒有權(quán)限，直接返回錯(cuò)誤信息
4、緩存判斷：如果有權(quán)限，在 MySQL8.0 版本以前，會(huì)先查詢緩存，以這條 sql 語句為 key 在內(nèi)存中查詢是否有結(jié)果，如果有直接緩存，如果沒有，執(zhí)行下一步。
5、解析sql語句：
通過分析器進(jìn)行詞法分析，提取 sql 語句的關(guān)鍵元素，比如提取上面這個(gè)語句是查詢 select，提取需要查詢的表名為 tb_student,需要查詢所有的列，查詢條件是這個(gè)表的 id=‘1’。然后判斷這個(gè) sql 語句是否有語法錯(cuò)誤，比如關(guān)鍵詞是否正確等等，如果檢查沒問題就執(zhí)行下一步。
6、查詢優(yōu)化對(duì)sql語句進(jìn)行sql
接下來就是優(yōu)化器進(jìn)行確定執(zhí)行方案，上面的 sql 語句，可以有兩種執(zhí)行方案：
 a. 先查詢學(xué)生表中姓名為“張三”的學(xué)生，然后判斷是否年齡是 18。
 b. 先找出學(xué)生中年齡 18 歲的學(xué)生，然后再查詢姓名為“張三”的學(xué)生。
 那么優(yōu)化器根據(jù)自己的優(yōu)化算法進(jìn)行選擇執(zhí)行效率最好的一個(gè)方案（優(yōu)化器認(rèn)為，有時(shí)候不一定最好）。確認(rèn)了執(zhí)行計(jì)劃后就準(zhǔn)備開始執(zhí)行了。

7、執(zhí)行查詢，返回結(jié)果

物理文件說明

1、日志文件

 

日志文件的默認(rèn)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
如果沖突，以最后一個(gè)讀取的為準(zhǔn)
[mysqld]組中包括了mysqld服務(wù)啟動(dòng)時(shí)的初始化參數(shù)
[client]組中包含著客戶端工具程序可以讀取的參數(shù)，此外還有其他針對(duì)各個(gè)客戶端軟件的特定參數(shù)組等

3、數(shù)據(jù)文件
1、.frm文件
不論是什么存儲(chǔ)引擎，每一個(gè)表都會(huì)有一個(gè)以表名命名的.frm文件，與表相關(guān)的元數(shù)據(jù)（meta)信息都存放在此文件中，包括表結(jié)構(gòu)的定義信息等。
2、.MYD文件
myisam存儲(chǔ)引擎專用，存放myisam表的數(shù)據(jù)（data)。每一個(gè)myisam表都會(huì)有一個(gè).MYD文件與之呼應(yīng)，同樣存放在所屬數(shù)據(jù)庫的目錄下
3、.MYI文件
也是myisam存儲(chǔ)引擎專用，存放myisam表的索引相關(guān)信息。對(duì)于myisam存儲(chǔ)引擎來說，可以被緩存(cache)的內(nèi)容主要就是來源于.MYI文件中。
每一個(gè)myisam表對(duì)應(yīng)一個(gè).MYI文件，其存放的位置和.frm及.MYD一樣
4、.ibd文件和ibdata文件
存放innoDB的數(shù)據(jù)文件（包括索引）。innoDB存儲(chǔ)引擎有兩種表空間方式：獨(dú)享表空間和共享表空間。
獨(dú)享表空間：使用.ibd文件來存放數(shù)據(jù)，且每個(gè)表一個(gè).ibd文件，文件存放在和myisam數(shù)據(jù)相同的位置。
共享表空間：使用.ibdata文件，所有表共同使用一個(gè)（或多個(gè)，自行配置）ibdata文件。

ibdata1:系統(tǒng)表空間（數(shù)據(jù)文件）undo 段
ib_logfile0   redlog文件  一組
ib_logfile1

db.opt文件    此文件在每一個(gè)自建的庫里都會(huì)有，記錄這個(gè)庫的默認(rèn)使用的字符集和校驗(yàn)規(guī)。

4、pid文件
pid文件是mysqld應(yīng)用程序在Unix/Linux環(huán)境下的一個(gè)進(jìn)程文件，和許多其他Unix/Linux服務(wù)端程序一樣，它存放著自己的進(jìn)程id

5、socket文件
socket文件也是在Unix/Linux環(huán)境下才有的，用戶在Unix/Linux環(huán)境下客戶端連接可以不通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)而直接使用Unix Socket來連接mysql.

數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫實(shí)例、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫（database）：
操作系統(tǒng)或存儲(chǔ)上的數(shù)據(jù)文件的集合。mysql數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫文件可以是* .frm、.MYD、.MYI、*.ibd等結(jié)尾的文件，不同存儲(chǔ)引擎文件類型不同。
更偏向文件的存儲(chǔ)方面。
數(shù)據(jù)庫實(shí)例（instance）
由后臺(tái)進(jìn)程或者線程以及一個(gè)共享內(nèi)存區(qū)組成。共享內(nèi)存可以被運(yùn)行的后臺(tái)線程所共享。
需要注意：數(shù)據(jù)庫實(shí)例才是真正操作數(shù)據(jù)庫的。
更偏向應(yīng)用操作方面。

數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫實(shí)例的關(guān)系：
通常情況下，數(shù)據(jù)庫實(shí)例和數(shù)據(jù)庫是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也就是一個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫；
但是，在集群環(huán)境中存在多個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例共同使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫。
比如一個(gè)數(shù)據(jù)庫里面的表，經(jīng)過分表策略，可以分散在多個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例中。
數(shù)據(jù)庫實(shí)例指的是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫指的是在數(shù)據(jù)庫實(shí)例上面創(chuàng)建的database。
比如在服務(wù)器上部署了一個(gè)3306端口的mysql應(yīng)用，那么就是一個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例；
如果繼續(xù)部署一個(gè)3309的mysql應(yīng)用，那么就是在一個(gè)服務(wù)上部署了2個(gè)msql的實(shí)例。
在3306端口的mysql實(shí)例上，創(chuàng)建一個(gè)名為order的database，就是創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(database server)
部署安裝數(shù)據(jù)庫實(shí)例的服務(wù)器。

總結(jié)

1、mysql體系結(jié)構(gòu)，主要包括連接池組件、管理服務(wù)和工具組件
SQL接口組件、查詢分析器組件、優(yōu)化器組件、緩沖（Cache）組件、插件式存儲(chǔ)引擎
物理文件。
2、分析一個(gè)查詢語句的執(zhí)行過程：建立連接—》權(quán)限校驗(yàn)—》查詢緩存—》分析器—》優(yōu)化器—》權(quán)限校驗(yàn)—》執(zhí)行器—》引擎
3、區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫實(shí)例、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

【開心一刻】