mysql 概念和邏輯架構

1.MySQL總體邏輯架構

mysql 數據庫的邏輯架構以下圖：

 

第一層，即最上一層，所包含的服務並非MySQL所獨有的技術。它們都是服務於C/S程序或者是這些程序所須要的 ：鏈接處理，身份驗證，安全性等等。

第二層值得關注。這是MySQL的核心部分。一般叫作 SQL Layer。在 MySQL據庫系統處理底層數據以前的全部工做都是在這一層完成的，包括權限判斷， sql解析，行計劃優化， query cache 的處理以及全部內置的函數(如日期,時間,數學運算,加密)等等。各個存儲引擎提供的功能都集中在這一層，如存儲過程，觸發器，視 圖等。

第三層包括了存儲引擎。一般叫作StorEngine Layer ，也就是底層數據存取操做實現部分，由多種存儲引擎共同組成。它們負責存儲和獲取全部存儲在MySQL中的數據。就像Linux衆多的文件系統 同樣。每一個存儲引擎都有本身的優勢和缺陷。服務器是經過存儲引擎API來與它們交互的。這個接口隱藏 了各個存儲引擎不一樣的地方。對於查詢層儘量的透明。這個API包含了不少底層的操做。如開始一個事 物，或者取出有特定主鍵的行。存儲引擎不能解析SQL，互相之間也不能通訊。僅僅是簡單的響應服務器 的請求。

 

鏈接管理和安全

在服務器內部，每一個client鏈接都有本身的線程。這個鏈接的查詢都在一個單獨的線程中執行。這些線程輪流運行在某一個CPU內核(多核CPU)或者CPU中。服務器緩存了線程，所以不須要爲每一個client鏈接單首創建和銷燬線程 。

當clients（也就是應用程序）鏈接到了MySQL服務器。服務器須要對它進行認證(Authenticate)。認證是基於用戶名，主機，以及密碼。對於使用了SSL（安全套接字層）的鏈接，還使用了X.509證書。clients一鏈接上，服務器就驗證它的權限 （如是否容許客戶端能夠查詢world數據庫下的Country表的數據）。

優化和執行

MySQL會解析查詢，並建立了一個內部數據結構（解析樹）。而後對其進行各類優化。這些優化包括了，查詢語句的重寫，讀表的順序，索引的選擇等等。用戶能夠經過查詢語句的關鍵詞傳遞給優化器以便提示使用哪一種優化方式，這樣即影響了優化器的優化方式。另外，用戶也能夠請求服務器給出優化過程的各類說明，以獲知服務器的優化策略，爲用戶提供了參數基準，以便用戶能夠重寫查詢，架構和修改相關服務器配置，便於mysql更高效的運行。

優化器並是不關心表使用了哪一種存儲引擎，可是存儲引擎對服務器優化查詢的方式是有影響的。優化器須要知道存儲引擎的一些特性：具體操做的性能和開銷方面的信息，以及表內數據的統計信息。例如，存儲引擎支持哪些索引類型，這對於查詢是很是有用的。

在解析查詢以前，要查詢緩存，這個緩存只能保存查詢信息以及結果數據。若是請求一個查詢在緩存 中存在，就不須要解析，優化和執行查詢了。直接返回緩存中所存放的這個查詢的結果。

2.MySQL邏輯模塊組成

 

雖然從上圖1看起來 MySQL 架構很是的簡單，就是簡單的兩部分而已，但實際上每一層 中都含有各自的不少小模塊，尤爲是第二層 SQL Layer ，結構至關複雜的。下面咱們就分別 針對 SQL Layer 和 Storage Engine Layer 作一個簡單的分析。咱們看下圖體系結構：

 

1.Connectors

 

 

指的是不一樣語言中與SQL的交互

2 Management Serveices & Utilities： 

 

系統管理和控制工具

3 Connection Pool: 鏈接池

 

管理緩衝用戶鏈接，線程處理等須要緩存的需求。

負責監聽對 MySQL Server 的各類請求，接收鏈接請求，轉發全部鏈接請求到線程管理模塊。每個鏈接上 MySQL Server 的客戶端請求都會被分配（或建立）一個鏈接線程爲其單獨服務。而鏈接線程的主要工做就是負責 MySQL Server 與客戶端的通訊，
接受客戶端的命令請求，傳遞 Server 端的結果信息等。線程管理模塊則負責管理維護這些鏈接線程。包括線程的建立，線程的 cache 等。

4 SQL Interface: SQL接口。

 

接受用戶的SQL命令，而且返回用戶須要查詢的結果。好比select from就是調用SQL Interface

5 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。

在 MySQL中咱們習慣將全部 Client 端發送給 Server 端的命令都稱爲 query ，在 MySQL Server 裏面，鏈接線程接收到客戶端的一個 Query 後，會直接將該 query 傳遞給專門負責將各類 Query 進行分類而後轉發給各個對應的處理模塊。
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

6 Optimizer: 查詢優化器。

 

SQL語句在查詢以前會使用查詢優化器對查詢進行優化。就是優化客戶端請求的 query（sql語句） ，根據客戶端請求的 query 語句，和數據庫中的一些統計信息，在一系列算法的基礎上進行分析，得出一個最優的策略，告訴後面的程序如何取得這個 query 語句的結果

他使用的是「選取-投影-聯接」策略進行查詢。
       用一個例子就能夠理解： select uid,name from user where gender = 1;
       這個select 查詢先根據where 語句進行選取，而不是先將表所有查詢出來之後再進行gender過濾
       這個select查詢先根據uid和name進行屬性投影，而不是將屬性所有取出之後再進行過濾
       將這兩個查詢條件聯接起來生成最終查詢結果

7 Cache和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

8 、存儲引擎接口

存儲引擎接口模塊能夠說是 MySQL 數據庫中最有特點的一點了。目前各類數據庫產品中，基本上只有 MySQL 能夠實現其底層數據存儲引擎的插件式管理。這個模塊實際上只是 一個抽象類，但正是由於它成功地將各類數據處理高度抽象化，才成就了今天 MySQL 可插拔存儲引擎的特點。     從圖2還能夠看出，MySQL區別於其餘數據庫的最重要的特色就是其插件式的表存儲引擎。MySQL插件式的存儲引擎架構提供了一系列標準的管理和服務支持，這些標準與存儲引擎自己無關，多是每一個數據庫系統自己都必需的，如SQL分析器和優化器等，而存儲引擎是底層物理結構的實現，每一個存儲引擎開發者均可以按照本身的意願來進行開發。    注意：存儲引擎是基於表的，而不是數據庫。