《高性能MySQL》學習筆記

時間  2019-11-10
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高性能MySQL學習筆記(1) —— MySQL架構

原創 2016年09月02日 11:20:02

MySQL架構

1.MySQL邏輯架構：

這裏寫圖片描述
這裏分爲三層： 
1.鏈接層：鏈接與線程處理，這一層並非MySQL獨有，通常的基於C/S架構的都有相似組件，好比鏈接處理、受權認證、安全等。 
2.SQL處理層：也叫MySQL服務器層，包括緩存查詢、解析器、優化器，這一部分是MySQL核心功能，包括解析、優化SQL語句，查詢緩存目錄，內置函數（日期、時間、加密等函數）的實現 
3.數據存儲層：也叫存儲引擎層，負責數據存儲，存儲引擎的不一樣，存儲方式、數據格式、提取方式等都不相同，這一部分也是很大影響數據存儲與提取的性能的。可是，與分層的思想一致，SQL處理層是經過API與存儲引擎通訊的，API屏蔽了下層的差別，下層提供對外接口，上層負責調用便可，沒必要清楚下層是怎麼實現的。php

客戶端說明：MySQL是基於C/S架構的，這裏的客戶端天然是專門的，能訪問到MySQL服務器的，主要有這麼幾類，操做客戶端：單純的操做MySQL服務器中的數據（這裏數據包括庫、表、索引、表中數據等），好比經常使用的native、phpMyAdmin、Sequal Pro等；應用客戶端：應用程序經過程序訪問數據庫，好比JDBC、ODBC、PHP程序、python程序等。無論是哪一種，其實最後都轉換爲SQL語句訪問MySQL。html

1.鏈接層

　　當MySQL啓動（MySQL服務器就是一個進程），等待客戶端鏈接，每個客戶端鏈接請求，服務器都會新建一個線程處理（若是是線程池的話，則是分配一個空的線程），每一個線程獨立，擁有各自的內存處理空間，可是，若是這個請求只是查詢，不要緊，可是如果修改數據，很顯然，當兩個線程修改同一塊內存是會引起數據同步問題的。 
>鏈接處理流程python

這裏寫圖片描述

　　鏈接到服務器，服務器須要對其進行驗證，也就是用戶名、IP、密碼驗證，一旦鏈接成功，還要驗證是否具備執行某個特定查詢的權限（例如，是否容許客戶端對某個數據庫某個表的某個操做）。 
>認證流程mysql

這裏寫圖片描述

2.SQL處理層

　　這一層主要功能有：SQL語句的解析、優化，緩存的查詢，MySQL內置函數的實現，跨存儲引擎功能（所謂跨存儲引擎就是說每一個引擎都需提供的功能（引擎需對外提供接口）），例如：存儲過程、觸發器、視圖等。git

>執行過程：程序員

這裏寫圖片描述 
（圖中的查詢並非必定是select語句，在MySQL中，通常習慣把每一條SQL命令稱爲query（查詢））算法

1.若是是查詢語句（select語句），首先會查詢緩存是否已有相應結果，有則返回結果，無則進行下一步（若是不是查詢語句，一樣調到下一步）； 
2.解析查詢，建立一個內部數據結構（解析樹），這個解析樹主要用來SQL語句的語義與語法解析；詳情可查看：MySQL解析器。 
3.優化：優化SQL語句，例如重寫查詢，決定表的讀取順序，以及選擇須要的索引等。這一階段用戶是能夠查詢的，查詢服務器優化器是如何進行優化的，便於用戶重構查詢和修改相關配置，達到最優化。這一階段還涉及到存儲引擎，優化器會詢問存儲引擎，好比某個操做的開銷信息、是否對特定索引有查詢優化等。詳情可查看：MySQL優化器。sql

3.存儲引擎

　　存儲引擎，也稱爲表類型，主要用來存儲數據的，不一樣的存儲引擎採用不一樣的技術（存儲機制、索引機制、鎖定機制）存儲數據，這主要是爲了知足數據存儲要求，好比有的數據不須要大量的改動，只用來查詢，而有的數據則須要經常修改（數據插入、刪除、更新），針對各類業務狀況，爲了更好的數據處理效率採用不一樣的數據存儲技術（即不一樣存儲引擎）。 
　　MySQL的存儲引擎是插件式的，也就是說，用戶能夠隨時切換MySQL的存儲引擎：針對表或針對庫均可（經過SQL語句命令）。這種靈活性也是爲何MySQL受到歡迎的一個重要緣由。MySQL集合了多種引擎：MyISAM、InnoDB、BDB、Merge、Memory等，默認的是InnoDB（MySQL5.5開始，之前是MyISAM）。數據庫

2.MySQL物理組件

這裏寫圖片描述

如下主要參考文章：MySQL架構（guisu）。 
以上組件是對邏輯架構的實現： 
1.Management Services & Utilities 
　　服務管理和控制組件，主要用來回滾操做、恢復數據、數據的複製、遷移、元數據的管理等。 
2.Connection Pool：鏈接池 
　　鏈接池，對應邏輯架構的鏈接層，主要用來管理用戶鏈接，包括監聽、接收客戶端請求，轉發請求到相應的線程管理模塊（該模塊負責維護這些線程，包括建立、線程cache，可有線程池實現），還有鏈接的權限認證工做。 
3.SQL Interface：SQL接口 
　　各類SQL接口，用來接收管理SQL命令，好比DML、DDL操做，存儲過程，視圖，觸發器等。 
4.Parser：解析器 
　　SQL命令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析。解析器是由Lex和YACC實現的，是一個很長的腳本。 
主要功能： 
　　a . 將SQL語句進行語義和語法的分析，分解成數據結構，而後按照不一樣的操做類型進行分類，而後作出針對性的轉發到後續步驟，之後SQL語句的傳遞和處理就是基於這個結構的。 
　　b. 若是在分解構成中遇到錯誤，那麼就說明這個sql語句是不合理的。 
5.Optimizer: 查詢優化器 
　　優化SQL語句，好比常量轉換與計算、無效代碼排除、AND/OR等等優化。查詢優化器必要的時候還會詢問存儲引擎，計算語句執行消耗，從而得出最優策略去執行該SQL命令。 
6.Cache & Buffer： 查詢緩存 
　　他的主要功能是將客戶端提交 給MySQL 的 Select 類 query 請求的返回結果集 cache 到內存中，與該 query 的一個 hash 值 作一個對應。該 Query 所取數據的基表發生任何數據的變化以後， MySQL 會自動使該 query 的Cache 失效。在讀寫比例很是高的應用系統中， Query Cache 對性能的提升是很是顯著的。固然它對內存的消耗也是很是大的。 
　　若是查詢緩存有命中的查詢結果，查詢語句就能夠直接去查詢緩存中取數據。這個緩存機制是由一系列小緩存組成的。好比表緩存，記錄緩存，key緩存，權限緩存等 
7.存儲引擎 
　　目前只有MySQL實現了插件式多存儲引擎（加了一層抽象層對接下面的存儲數據層），其餘數據庫基本上使用單一的存儲引擎。MySQL的存儲引擎是基於表的，每一個表可選擇本身須要的存儲引擎。編程

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