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MySQL系列—3.体系架构

article 2024/11/17 5:25:06

Mysql体系结构

Connectors：

连接池和线程管理：

SQL Interface：

Parser（查询解析器）：

Optimizer（优化器）：

Caches（缓存）：

可插拔的存储引擎：

一条SQL的执行

连接器

分析器

优化器

执行器

Mysql体系结构

Connectors：

MySQL Connector是MySQL提供的⼀组官⽅的数据库连接器，⽤于在不同编程语⾔中连接和操作MySQL数据库。这些连接器充当数据库驱动程序，提供了与MySQL服务器进⾏通信的接⼝。

连接池和线程管理：

连接池是⼀个保存和复⽤数据库连接的缓冲区。它允许在需要时从池中获取连接，⽽不是每次请求时都重新创建连接。线程管理是MySQL⽤于处理客户端请求的组件。对于每个客户端连接， MySQL会为其分配⼀个线程来处理查询和其他数据库操作。这⾥会验证⽤户的账号密码。

SQL Interface：

接受客户端发起的 SQL 语句。

Parser（查询解析器）：

解析器是MySQL数据库管理系统中的⼀个重要组件，其主要作⽤是解析SQL语句。解析器负责将⽤户提交的SQL语句转换为MySQL数据库可以理解和执⾏的内部数据结构，以便数据库引擎能够执⾏相应的操作。

MySQL 解析器作⽤包括：

1. 语法分析：解析器对SQL语句进⾏语法分析，确保其符合MySQL⽀持的SQL语法规范。如果SQL语句有语法错误，解析器将报告错误信息。

2. 构建查询树：解析器将合法的SQL语句转换为⼀棵查询树（Query Tree）或查询语法树（Syntax Tree）。这颗树结构表示SQL语句的层次结构和语法关系，有助于数据库引擎进⾏后续的优化和执⾏。

3. 表达式分析：解析器负责识别SQL语句中的表达式，包括数学运算、逻辑运算、函数调⽤等。它将表达式解析为内部表示，以便数据库引擎能够正确执⾏这些表达式。

4. 权限检查：解析器可能涉及到对⽤户权限的检查，确保⽤户有权执⾏提交的SQL语句。这包括对表、列的访问权限等。

Optimizer（优化器）：

MySQL优化器是MySQL中的⼀个关键组件，其主要作⽤是分析和优化SQL查询语句，以提⾼查询性能。优化器的主要作⽤包括：查询重写、索引选择、连接顺序优化、⼦查询优化等。

Caches（缓存）：

MySQL中有多种类型的缓存，⽤于提⾼查询性能和减轻数据库负担。以下是MySQL中常⻅的⼏种缓存：

1. 查询缓存(Query Cache)：查询缓存存储已经执⾏过的查询的结果集，当相同的查询再次被执⾏时，可以直接返回缓存中的结果，⽽不必再次执⾏查询。注意：在MySQL 8.0版本中，查询缓存被移除，因为它在⾼并发和写⼊负载下可能导致性能问题。

2. InnoDB缓冲池(InnoDB Buffer Pool)：InnoDB存储引擎使⽤缓冲池来缓存表数据和索引。这是⼀个内存区域，⽤于存储热点数据，减少对磁盘的读取次数。

可以通过配置参数 innodb_buffer_pool_size 来调整InnoDB缓冲池的⼤⼩。

可插拔的存储引擎：

以下是 MySQL 中⼀些常⻅的可插拔存储引擎：

1. InnoDB：

特点：默认的存储引擎，⽀持事务、⾏级锁定、外键等特性，适⽤于事务性应⽤。

适⽤场景：适⽤于⼤多数 OLTP（联机事务处理）应⽤，要求事务⽀持和数据⼀致性。

2. MyISAM：

特点：不⽀持事务，表级锁定，适⽤于读密集型操作。

适⽤场景：适⽤于读操作频繁、写操作相对较少的场景，⽐如数据仓库、⽇志分析等。

3. Memory（或 Heap）：

特点：将表数据存储在内存中，适⽤于需要⾮常快速访问的临时表。

适⽤场景：适⽤于需要频繁读写的临时数据，但不适合⽤于持久性数据。

除此还支持CSV、Archive、Blackhole、TokuDB等引擎。

⽂件系统：

⽂件系统是计算机系统⽤于组织和存储⽂件的⼀种机制，它提供了⽂件的层次结构、存储管理、⽂件访问权限和元数据等功能。⽂件系统通常在存储介质（如硬盘、固态硬盘、光盘等）上创建⼀个逻辑层，⽤户和应⽤程序可以通过⽂件系统来对⽂件进⾏访问和管理。常⻅的⽂件系统包括：EXT3、EXT4、 XFS。

⽇志：

错误⽇志、慢查询⽇志、General log、Binary Log、Relay log、Redo log 等

SQL的执行

查询缓存

MySQL 8.0 已经删除了

MySQL 拿到一个查询请求后先会在查询缓存中看看是否执行过此语句，之前执行的语句会以 key-value 的形式缓存在内存中，key 是缓存的语句，value 是查询的结果

如果命中缓存则直接将结果返回,如果没有命中则继续执行后面

1.命中率低:请求sql与环境(连接的数据库、协议版本、字符集等)要与缓存完全一致

2.资源消耗大:QC需要缓存最新的数据,所以在数据发生变化时(比如增删改操作)QC就会刷新,这导致缓存会频繁的写入、擦除,消耗过多资源

3.缓存数据给第三方处理,比如redis

连接器

连接器负责跟客户端建⽴连接、获取权限、维持和管理连接。

# mysql -h127.0.0.1 -uroot -p

如果⽤户名密码不对，会收到⼀个"Access denied for user"的错误。

如果⽤户名密码正确，连接器会从权限表⾥⾯查出⽤户拥有的权限。这就意味着，如果修改了权限，只对新创建的连接⽣效。

因为建⽴连接的成本⽐较⾼，所以推荐使⽤⻓连接。

mysql> show global status like 'threads%';
+-------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+-------------------+-------+
| Threads_cached | 19 |
| Threads_connected | 1 |
| Threads_created | 22 |
| Threads_running | 2 |
+-------------------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)