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浅谈MySQL的整体架构

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目录

① 前言

② 整体架构图

②①网络连接层

②②服务层

②③存储引擎层

②④物理层

③ 整体流程

前言

又是新的一周,各位周一好。

由于换工作,找房子这一系列事情都推在了一起,所以最近停更了一个多月。现在所有的事情都已尘埃落定,我也可以安安静静的码字啦。

好了,也不多说,开始新的征程啦。最近一直在看《MySQL技术内幕——InnoDB存储引擎》这本书,也正好记录下吧。

整体架构图

我们先看一下MySQL的架构图,对其先有一个整体的了解。MySQL主要分为四层架构,分别是网络连接层,服务层,存储引擎层,物理层。我们平常写的SQL语句,以及对SQL语句的优化都在服务层,他其实就是遵循一定的原则使得SQL语句能够按我们的预期效果执行。

网络连接层

主要负责连接管理,授权认证,安全等。每个客户端连接都对应着服务器上的一个线程。服务器上维护一个线程池,避免为每个连接创建和销毁线程。当客户端连接到MySQL服务器时,服务器对其进行认证。可以通过用户名与密码认证,也可以通过SSL证书进行认证。登录认证后,服务器还会验证客户端是否有执行某个查询的操作权限。这一层并不是MySQL所特有的技术。

服务层

该层是MySQL的核心,包括查询缓存,解析器,解析树,预处理器,查询优化器。

  • 查询缓存

在正式查询之前,服务器会检查查询缓存,如果能找到对应的查询,则不必进行查询解析,优化,执行等过程,直接返回缓存中的结果集。

  • 解析器和预处理器

MySQL的解析器会根据查询语句,构造出一个解析树,主要用于根据语法规则来验证语句是否正确,比如SQL的关键字是否正确,关键字的顺序是否正确。

而预处理器主要是进一步校验,比如表名,字段名是否正确等。

  • 查询优化器

查询优化器将解析树转化为查询计划,一般情况下,一条查询可以有很多种执行方式,最终返回相同的结果,优化器就是找到这其中最优的执行计划

  • 执行计划

在完成解析和优化阶段后,MySQL根据相应的执行计划去调用存储引擎层提供的相应接口来获取结果。

存储引擎层

负责MySQL数据的存储和提取,是通过提供一系列的接口来屏蔽不同引擎之间的差异。

注意:存储引擎是针对表的,而不是针对库。也就是说同一个库里面的不同表可以拥有不同的存储引擎。

常见的存储引擎有两种,MyISAM和InnoDB,下面我们来看下他们的区别。

首先,我们先创建一个存储引擎为MyISAM的test1表。

create table test1(
a INTEGER,
b varchar(10)
)ENGINE=MyISAM;

我们可以去MySQL的相关目录看一下他实际存储的内容,发现他对应着三个文件。

其次,我们再创建一个存储引擎为InnoDB的test2表。

create table test2(
a INTEGER,
b varchar(10)
)ENGINE=INNODB;

我们再去看一下他实际存储的内容,发现他对应这一个文件。

那么问题就来了,他的数据文件和索引文件存放在哪里啦。这边先留个问题,下下篇"文件"再说。

物理

将数据存放在硬盘上。

整体流程

我们发送一条SQL语句,其在MySQL中的整体流程究竟是什么样的?

  • 用户先通过Navicat等客户端与服务端建立连接,这边需要用户名和密码进行认证,也可以用SSL证书进行认证。
  • 登录成功后,MySQL会根据相应权限来判断该角色是否拥有一些表的权限等。
  • 如果拥有相关权限,当用户发送一条查询select语句时,MySQL先查询缓存,如果已经有这条语句的缓存,则直接返回,如果没有则执行下面的流程。如果是更新update,新增insert,删除delete则不查询缓存,直接执行下面的流程。
  • MySQL会将SQL语句解析为树,然后对其进行校验,比如关键字是否正确,关键字顺序是否正确,表名是否正确,字段是否正确等。如果认证没有成功,则直接返回错误。如果认证成功了,则直接下面流程。
  • MySQL对解析树进行查询优化,因为多个SQL可能表达的意思一样,但是消耗的时间可能差别很大。所以MySQL对针对表的存储引擎找到最优的语句执行,也就是生成相应的执行计划。
  • 使用上面生成的执行计划,来调用存储引擎层的接口。也就是我们平时使用的explain,其可以用来查看是否走索引,消耗的时间等信息。
  • 不同的存储引擎会到相应的物理存储位置,找到相应的数据,封装并返回结果。
  • 如果拿到了结果集,并且为select语句,MySQL会将结果放入到缓存中,避免下次再进行相同的操作而造成资源的消耗,同时返回给客户端结果,至此,一条SQL语句的执行过程结束啦。

本文分享自微信公众号 - 学习Java的小姐姐(huangtest01),作者:学习Java的小姐姐

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原始发表时间:2019-06-18

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