【MySQL】逻辑架构

如果能在头脑中构建出一幅MySQL各组件之间如何协同工作的架构图,就会有助于深入理解MySQL服务器

第一层的服务并不是MySQL所独有的,大多数基于网络的客户端、服务器的工具或者服务都有类似的架构。比如连接处理、授权认证、安全等等。这里的客户端可以理解为PHP,python,java

第二层架构是MySQL大多数核心服务功能,包括查询解析,分析,优化,缓存以及所有的内置函数(日期,时间,数字和加密函数)所有跨存储引擎的功能都在这一层实现:存储过程,触发器,视图等

第三层包含了存储引擎。存储引擎负责MySQL中数据的存储和提取。和GNU/Linux下的各个文件系统一样,每个存储引擎都有它的优势和劣势。服务器通过api与存储引擎进行通信。这些接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异,使得这些差异对上层的查询过程透明。存储引擎API包含几十个底层函数,用于执行诸如“开始一个事物”或者“根据主键提取一行记录”但是存储引擎不会去解析SQL,不同的存储引擎也不会相互通信,而只是简单地响应上层服务器的请求。

更详细的一份执行流程图

1 启动

通过命令net start mysql(windows) / service mysql start(linux)启动MySQL服务

调用初始模块;初始化模块就是在数据库启动的时候,对整个数据库做的一些初始化操作,比如各种系统环境变量的初始化,各种缓存,存储引擎初始化设置等。

核心api:MySQL数据库核心api主要实现了数据库底层操作的优化功能,其中主要包括IO操作、格式化输出、高性能存储数据结果算法的优化,字符串的处理,其中最重要的是内存管理。

2 连接

用户发送一条SQL,这个时候会被网络交互模块监听到用户的操作请求,传递给‘连接管理模块’

接收到请求转发到‘进/线程连接模块’

调用‘用户模块’来进行权限检测(访问数据库的权限)

通过检测之后就会去‘连接进/线程模块’从‘线程连接池’中查找空闲的被缓存的连接线程和客户端请求对接,如果失败则创建一个新的连接请求

返回连接线程

网络交互模块:对外提供可以接收和发送数据的api接口,其他模块需要交互的时候,可以通过api接口调用

连接管理模块、进/线程连接模块、线程连接池:连接管理模块负责监听MySQL Server的各种请求,根据不同的请求,然后转发到线程管理模块,每个客户请求都会被数据库自动分配一个独立的线程为其单独服务,而连接线程的主要工作就是负责MySQL Server与客户端通信,线程管理模块负责管理这些生成的线程。

3 处理

在用户权限校验成功之后,并且获得新的连接池之后就会去‘命令分发器’,判断命令的类型如果是select就会去访问‘查询缓存’,如果没有就会往下执行;

如果是select,并且开启’查询缓存’之后就会去缓存中查询是否有与之相匹配的SQL,如果有就会校验用户访问该数据的权限,通过就返回不通过就会返回错误信息. 如果数据没有就会往下执行

会记录过程中的SQL操作过程到日志文件中

在第8,9步 没有满足相应条件之后往下执行进入 ‘命令解析器’,经过词法分析,语法分析后生成解析树

根据操作转到对应的模块处理(预处理阶段),根据SQL选择执行的模块

模块收到请求后,通过’访问控制模块’检查所连接的用户是否有访问目标表和目标字段的权限(是指访问这些数据的权限)

有权限’表管理模块’先查看table cache中是否存在,有则直接对应的表和获取锁,负责重新打开表文件

根据表的ENGINE数据,获取表的存储引擎类型等信息

通过接口调用对应的存储引擎处理

返回查询之后数据内容

用户模块:主要功能是用于控制用户登入连接的权限和用户授权管理。

访问控制模块:主要用于监控用户的每一个操作。访问控制模块实现的功能就是根据用户模块中不同的用户授权,以及根据其数据库的各种约束来控制用户对数据的访问。用户模块和访问控制模块结合起来,就组成了MySQL数据库的权限管理功能。

查询优化器:这个模块主要是讲客户端发送的查询请求,在之前算法的基础上分析,计算出一个最优的查询策略,优化之后会提高查询访问的速度,最后根据其最优策略返回查询语句。

表变更管理模块:主要负责完成DML和DDl的查询,列如,insert,update,delete,create table,alter table等语句处理。

表维护模块:主要用于检测表的状态,分析,优化表结构,以及修复表。

复制模块:复制模块分为Master模块和Slave模块两部分。Master模块主要负责复制环境中读取Master端的binary日志,以及Slave端的I/O线程交互等工作。

状态模块:在客户端请求系统状态的时候,系统状态模块主要负责将各种状态的数据返回给用户。最常用的一些查询状态的命令包括show status,show variable等,都是通过这个模块负责返回的。

表管理模块:主要就是维护系统生成的表文件。列如MyISAM存储引擎就生成frm,myd,myi文件,维护这些文件,将这个表结构的信息缓存起来,另外该模块还管理表级别的锁。

存储引擎接口模块:MySQL实现了其数据库底层存储引擎的插件式管理,将各种数据处理高度抽象化。

4 结果

命令执行完了之后,将结果集返回给’理解进/线程模块’(返回的也可以是相应标识,成功失败)

'理解进/线程模块’进行后续的清理工作,并继续等待请求或断开与客户端的连接

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