MySQL數(shù)據(jù)庫體系架構(gòu)以及緩存日志等知識點詳細講解

本篇內(nèi)容主要講解“MySQL數(shù)據(jù)庫體系架構(gòu)以及緩存日志等知識點詳細講解”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“MySQL數(shù)據(jù)庫體系架構(gòu)以及緩存日志等知識點詳細講解”吧!

目錄

• 一、MySQL體系架構(gòu)

• 二、網(wǎng)絡(luò)連接層

• 三、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層

• 四、連接池

• 五、系統(tǒng)管理和控制工具

• 六、SQL接口

• 七、解析樹

• 八、查詢優(yōu)化器

• 九、緩存

• 十、存儲引擎層

• 十一、系統(tǒng)文件層

• 十二、日志文件

• 1、錯誤日志
  

• 2、通用查詢?nèi)罩?br/>

• 3、二進制日志
  

• 4、慢查詢?nèi)罩?br/>

• 十三、數(shù)據(jù)文件

• 1、db.opt文件
  

• 2、frm文件
  

• 3、MYD文件
  

• 4、MYI文件
  

• 5、ibd文件
  

• 6、ibdata文件
  

• 7、ibdata1文件
  

• 8、ib_logfile0和ib_logfile1文件
  

• 十四、配置文件

• 1、pid文件
  

• 2、socket文件
  

前言：

很多小伙伴工作很長時間了，對于MySQL的掌握程度卻僅僅停留在表面的CRUD，對于MySQL深層次的原理和技術(shù)知識了解的少之又少，隨著工作年限的不斷增長，職場競爭力卻是不斷降低的。很多時候，出去面試時，被面試官吊打的現(xiàn)象成了家常便飯。比如，對于MySQL的高頻面試題有：

• 說說MySQL中MVCC機制的原理？

• MySQL的事務(wù)原理和實現(xiàn)？

• MySQL數(shù)據(jù)主從復(fù)制的原理？

• MySQL底層數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)？

• 如何使MySQL支持海量數(shù)據(jù)存儲？

• MySQL中的鎖機制原理和實現(xiàn)？

• MySQL索引機制？索引中涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法？

• MySQL為何使用B+樹作為索引結(jié)構(gòu)？

• B+樹可以存放多少數(shù)據(jù)？

• 說說MySQL中間隙鎖的實現(xiàn)原理？

• InnoDB引擎為何會崩潰？說說其實現(xiàn)原理？

• 等等其他一系列高頻面試
  

如果一一列舉的話，大概能夠列舉上百個關(guān)于MySQL的高頻面試題，這些你都會嗎？

不僅僅是面試，如果你想從一名底層程序員上升為高級工程師，架構(gòu)師等，MySQL的底層原理和技術(shù)是你必須要掌握的。

注：冰河后續(xù)會不定時連載MySQL底層原理和技術(shù)的文章，與小伙伴們一起死磕MySQL，將冰河掌握的MySQL底層技術(shù)分享給大家，在面試時吊打面試官，在工作中吊打其他小伙伴。

一、MySQL體系架構(gòu)

我們先來看看MySQL的體系架構(gòu)圖，如下所示。

從MySQL的架構(gòu)圖，我們可以看出MySQL的架構(gòu)自頂向下大致可以分為網(wǎng)絡(luò)連接層、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層、存儲引擎層和系統(tǒng)文件層四大部分。接下來，我們就來簡單說說每個部分的組成信息。

二、網(wǎng)絡(luò)連接層

網(wǎng)絡(luò)連接層位于整個MySQL體系架構(gòu)的最上層，主要擔(dān)任客戶端連接器的角色。提供與MySQL服務(wù)器建立連接的能力，幾乎支持所有主流的服務(wù)端語言，例如：Java、C、C++、Python等，各語言都是通過各自的API接口與MySQL建立連接。

三、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層

數(shù)據(jù)庫服務(wù)層是整個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的核心，主要包括了系統(tǒng)管理和控制工具、連接池、SQL接口、解析器、查詢優(yōu)化器和緩存等部分。

四、連接池

主要負責(zé)存儲和管理客戶端與數(shù)據(jù)庫的連接信息，連接池里的一個線程負責(zé)管理一個客戶端到數(shù)據(jù)庫的連接信息。

五、系統(tǒng)管理和控制工具

提供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理和控制功能，例如對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行備份和恢復(fù)，保證整個數(shù)據(jù)庫的安全性，提供安全管理，對整個數(shù)據(jù)庫的集群進行協(xié)調(diào)和管理等。

六、SQL接口

主要負責(zé)接收客戶端發(fā)送過來的各種SQL命令，并將SQL命令發(fā)送到其他部分，并接收其他部分返回的結(jié)果數(shù)據(jù)，將結(jié)果數(shù)據(jù)返回給客戶端。

七、解析樹

主要負責(zé)對請求的SQL解析成一棵“解析樹”，然后根據(jù)MySQL中的一些規(guī)則對“解析樹”做進一步的語法驗證，確認其是否合法。

八、查詢優(yōu)化器

在MySQL中，如果“解析樹”通過了解析器的語法檢查，此時就會由優(yōu)化器將其轉(zhuǎn)化為執(zhí)行計劃，然后與存儲引擎進行交互，通過存儲引擎與底層的數(shù)據(jù)文件進行交互。

九、緩存

MySQL的緩存是由一系列的小緩存組成的。例如：MySQL的表緩存，記錄緩存，MySQL中的權(quán)限緩存，引擎緩存等。MySQL中的緩存能夠提高數(shù)據(jù)的查詢性能，如果查詢的結(jié)果能夠命中緩存，則MySQL會直接返回緩存中的結(jié)果信息。

十、存儲引擎層

MySQL中的存儲引擎層主要負責(zé)數(shù)據(jù)的寫入和讀取，與底層的文件進行交互。值得一提的是，MySQL中的存儲引擎是插件式的，服務(wù)器中的查詢執(zhí)行引擎通過相關(guān)的接口與存儲引擎進行通信，同時，接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異。MySQL中，最常用的存儲引擎就是InnoDB和MyISAM。

InnoDB和MyISAM存儲引擎需要小伙伴們重點掌握，高頻面試考點，也是成為架構(gòu)師必知必會的內(nèi)容。

十一、系統(tǒng)文件層

系統(tǒng)文件層主要包括MySQL中存儲數(shù)據(jù)的底層文件，與上層的存儲引擎進行交互，是文件的物理存儲層。其存儲的文件主要有：日志文件、數(shù)據(jù)文件、配置文件、MySQL的進行pid文件和socket文件等。

十二、日志文件

MySQL中的日志主要包括：錯誤日志、通用查詢?nèi)罩?、二進制日志、慢查詢?nèi)罩镜取?/p>

1、錯誤日志

主要存儲的是MySQL運行過程中產(chǎn)生的錯誤信息?？梢允褂孟旅娴腟QL語句來查看MySQL中的錯誤日志。

show variables like '%log_error%';

2、通用查詢?nèi)罩?br/>

主要記錄MySQL運行過程中的一般查詢信息，可以使用下面的SQL語句來查看MySQL中的通用查詢?nèi)罩疚募?/p>

show variables like '%general%';

3、二進制日志

主要記錄對MySQL數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的插入、修改和刪除操作，并且也會記錄SQL語句執(zhí)行的時間、執(zhí)行的時長，但是二進制日志不記錄select、show等不修改數(shù)據(jù)庫的SQL。主要用于恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和實現(xiàn)MySQL主從復(fù)制。

查看二進制日志是否開啟。

show variables like '%log_bin%';

查看二進制日志的參數(shù)

show variables like '%binlog%'

查看日志文件

show binary logs;

4、慢查詢?nèi)罩?br/>

慢查詢主要記錄的是執(zhí)行時間超過指定時間的SQL語句，這個時間默認是10秒。

查看是否開啟慢查詢?nèi)罩?/strong>

show variables like '%slow_query%';

查看慢查詢設(shè)置的時長

show variables like '%long_query_time%'

十三、數(shù)據(jù)文件

數(shù)據(jù)文件中主要包括了：db.opt文件、frm文件、MYD文件、MYI文件、ibd文件、ibdata文件、ibdata1文件、ib_logfile0和ib_logfile1文件等。

1、db.opt文件

主要記錄當前數(shù)據(jù)庫使用的字符集和檢驗規(guī)則等信息。

2、frm文件

存儲數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)信息，主要是數(shù)據(jù)表相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息，包括數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)定義信息，每張表都會有一個frm文件。

值得注意的是：MySQL8版本中的innodb存儲引擎的表沒有frm文件。（后面專門寫一些MySQL8新特性的文章，從使用到底層原理與MySQL5到底有何不同）。

3、MYD文件

MyISAM存儲引擎專用的文件格式，主要存放MyISAM存儲引擎數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，每張MyISAM存儲引擎表對應(yīng)一個.MYD文件。

4、MYI文件

MyISAM存儲引擎專用的文件格式，主要存放與MyISAM存儲引擎數(shù)據(jù)表相關(guān)的索引信息，每張MyISAM存儲引擎表對應(yīng)一個.MYI文件。

5、ibd文件

存放Innodb存儲引擎的數(shù)據(jù)文件和索引文件，主要存放的是獨享表空間的數(shù)據(jù)和索引，每張表對應(yīng)一個.ibd文件。

6、ibdata文件

存放Innodb存儲引擎的數(shù)據(jù)文件和索引文件，主要存放的是共享表空間的數(shù)據(jù)和索引，所有表共用一個（或者多個）.ibdata文件，可以根據(jù)配置來指定共用的.ibdata文件個數(shù)。

7、ibdata1文件

MySQL的系統(tǒng)表空間數(shù)據(jù)文件，主要存儲MySQL的數(shù)據(jù)表元數(shù)據(jù)、Undo日志等信息。

8、ib_logfile0和ib_logfile1文件

MySQL數(shù)據(jù)庫中的Redo log文件，主要用于MySQL實現(xiàn)事務(wù)的持久性。如果在某個時間點MySQL發(fā)生了故障，此時如果有臟頁沒有寫入到數(shù)據(jù)庫的ibd文件中，在重啟MySQL的時候，MySQL會根據(jù)Redo Log信息進行重做，將寫入Redo Log并且尚未寫入數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進行持久化操作。

十四、配置文件

用于存在MySQL所有的配置信息，在Unix/Linux環(huán)境中是my,cnf文件，在Windows環(huán)境中是my.ini文件。

1、pid文件

pid文件是存放MySQL進程運行時的進程號的文件，主要存在于Unix/Linux環(huán)境中，具體的存儲目錄可以在my.cnf或者my.ini文件中進行配置。

2、socket文件

socket文件和pid文件一樣，都是MySQL在Unix/Linux環(huán)境中運行才會有的文件。在Unix/Linux環(huán)境中，客戶端可以直接通過socket來連接MySQL。

到此，相信大家對“MySQL數(shù)據(jù)庫體系架構(gòu)以及緩存日志等知識點詳細講解”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進入相關(guān)頻道進行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！