1、邏輯架構與存儲引擎

邏輯架構與存儲引擎

Mysql邏輯架構介紹

mysql 數據庫的邏輯架構以下圖

mysql 的邏輯的邏輯架構大致分爲四層：鏈接層、服務層、引擎層、存儲層。下面咱們就來一一介紹這四層。

鏈接層

最上層是一些客戶端和鏈接服務，包含本地socket通訊和大多數基於客戶端/服務端工具實現的相似於tcp/ip的通訊。

主要完成一些相似於鏈接處理、受權認證、及相關的安全方案。在該層上引入了線程池的概念，爲經過認證安全接入的客戶端提供線程。一樣在該層上能夠實現基於SSL的安全連接。服務器也會爲安全接入的每一個客戶端驗證它所具備的操做權限。

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。

服務層

服務層負責解析查詢(編譯SQL)，並對其進行優化(如調整表的讀取順序，選擇合適的索引等)。對於SELECT語句，在解析查詢前，服務器會先檢查查詢緩存，若是能在其中找到對應的查詢結果，則無需再進行查詢解析、優化等過程，直接返回查詢結果。存儲過程、觸發器、視圖等都在這一層實現。

引擎層

存儲引擎層，存儲引擎真正的負責了MySQL中數據的存儲和提取，服務器經過API與存儲引擎進行通訊。不一樣的存儲引擎具備的功能不一樣，這樣咱們能夠根據本身的實際須要進行選取。後面介紹MyISAM和InnoDB

存儲層

數據存儲層，主要是將數據存儲在運行於裸設備的文件系統之上，並完成與存儲引擎的交互。

Mysql邏輯模塊組成

雖然從上圖看起來 MySQL 架構很是的簡單，就是簡單的幾部分而已，但實際上每一層中都含有各自的不少小模塊，尤爲是第二層服務層，結構至關複雜的。下面咱們就分別針對服務層和引擎層作一個簡單的分析。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

管理緩衝用戶鏈接，線程處理等須要緩存的需求。

4.SQL Interface

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

SQL命令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析。

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

6 Optimizer

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。

7 Cache、Buffer

它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。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。

8 、Pluggable Storage Engines

存儲引擎是數據庫管理系統用來從數據庫建立、讀取和更新數據的軟件模塊。

注意：存儲引擎是基於表的，而不是數據庫。

Mysql的查詢流程

mysql的查詢流程大體是：

1）mysql客戶端經過協議與mysql服務器建鏈接，發送查詢語句，先檢查查詢緩存，若是命中，直接返回結果，不然進行語句解析,也就是說，在解析查詢以前，服務器會先訪問查詢緩存(query cache)——它存儲SELECT語句以及相應的查詢結果集。

• 若是某個查詢結果已經位於緩存中，服務器就不會再對查詢進行解析、優化、以及執行。它僅僅將緩存中的結果返回給用戶便可，這將大大提升系統的性能。

2）語法解析器和預處理：首先mysql經過關鍵字將SQL語句進行解析，並生成一顆對應的「解析樹」。

• 解析器將使用mysql語法規則驗證和解析查詢；
• 預處理器則根據一些mysql規則進一步檢查解析樹是否合法。

3）查詢優化器當解析樹被認爲是合法的了，而且由優化器將其轉化成執行計劃。一條查詢能夠有不少種執行方式，最後都返回相同的結果。優化器的做用就是找到這其中最好的執行計劃。

4）而後，mysql默認使用的BTREE索引，而且一個大體方向是:不管怎麼折騰sql，至少在目前來講，mysql最多隻用到表中的一個索引。

存儲引擎介紹

如上圖所示，mysql 中包含了許多不一樣的存儲引擎。在這裏咱們主要介紹兩個比較經常使用的存儲引擎：MyISAM和InnoDB。

MylSAM

在5.5版本以前，MyISAM是MySQL的默認存儲引擎，該存儲引擎併發性差，不支持事務，因此使用場景比較少，主要特色爲：

（1）不支持事務；
（2）不支持外鍵，若是強行增長外鍵，不會提示錯誤，只是外鍵不其做用；
（3）對數據的查詢緩存只會緩存索引，不會像InnoDB同樣緩存數據，並且是利用操做系統自己的緩存；
（4）默認的鎖粒度爲表級鎖，因此併發度不好，加鎖快，鎖衝突較少，因此不太容易發生死鎖；
（5）支持全文索引（MySQL5.6以後，InnoDB存儲引擎也對全文索引作了支持），可是MySQL的全文索引基本不會使用，對於全文索引，如今有其餘成熟的解決方案，好比：ElasticSearch，Solr，Sphinx等。
（6）數據庫所在主機若是宕機，MyISAM的數據文件容易損壞，並且難恢復；

InnoDB

從MySQL5.5版本以後，MySQL的默認內置存儲引擎已是InnoDB了，他的主要特色有：

（1）災難恢復性比較好；
（2）支持事務。默認的事務隔離級別爲可重複讀，經過MVCC（併發版本控制）來實現的。
（3）使用的鎖粒度爲行級鎖，能夠支持更高的併發；
（4）支持外鍵；
（5）配合一些熱備工具能夠支持在線熱備份；
（6）在InnoDB中存在着緩衝管理，經過緩衝池，將索引和數據所有緩存起來，加快查詢的速度；
（7）對於InnoDB類型的表，其數據的物理組織形式是聚簇表。全部的數據按照主鍵來組織。數據和索引放在一塊，都位於B+數的葉子節點上；

（8）InnoDB表的文件存儲分爲獨立表空間和系統表空間，默認使用的是系統表空間

InnoDB和MyISAM的對比

對比項	MyISAM	InnoDB
外鍵	不支持	支持
事務	不支持	支持
鎖的粒度	表鎖	行鎖
緩存	只緩存索引，不緩存真實數據	不只緩存索引還要緩存真實數據，對內存要求較高。
關注點	節省資源、消耗少、簡單業務	併發寫、事務、更大資源
查詢性能	高	低，由於須要維護數據冊緩存