MySQL邏輯體系架構的示例分析

這篇文章主要為大家展示了“MySQL邏輯體系架構的示例分析”，內容簡而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領大家一起研究并學習一下“MySQL邏輯體系架構的示例分析”這篇文章吧。

Mysql邏輯體系架構（大致架構分為三層）

第一層：連接線程處理

• 客戶端——>連接線程處理（連接處理，授權認證，安全）

所包含的服務并不是mysql所獨有的技術，他們都是服務于C/S程序或者這些程序所需要的（連接處理，授權認證，安全性等等）

第二層：包含大部分mysql核心服務

• 查詢緩存——>解析器——>優化器——>執行查詢

查詢緩存，解析，分析，優化，緩存，所有內置函數（日期，時間，數學和加密函數）同時，所有的存儲引擎提供的功能都集中在這一層（存儲過程，觸發器，視圖）

流程：在解析查詢之前，要先查詢緩存，緩存只能保存查詢的信息和結果數據，如果請求一個查詢在緩存中存在，就不需要解析，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

第三層：包含存儲引擎

• 存儲引擎負責mysql中數據的存儲和提取（和Linux下的文件系統類似）

每種存儲引擎都有優勢及劣勢，中間的服務層通過API和存儲引擎進行通信，這些API接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異，對于查詢層盡可能的透明化。

存儲引擎API包含了十幾個底層函數，如執行 “ 開始一個事務 ” ，或取出有特定主鍵的行，但存儲引擎一般不會去解析SQL，（InnoDB會解析外鍵定義，因為其本身沒有實現該功能），不同存儲引擎之間也不會相互通信，而只是簡單的響應上層的服務器請求。

Mysql邏輯體系架構—詳細介紹（分為八個步驟）

1.Connectors

• 指的是不同預言中與SQL的交互

Nactive C API，JDBC，ODBC，.NET，PHP，Python，Perl，Ruby，VB

2. Enterprise Management Services & Utilities

• 系統管理和控制工具

Backup & Recovery，Security，Replication，Cluster，Partitioning，Instance Manager，INPORMATICN_SCHEMA，Administrator，Workbench，Query Browser，Migration Toolkit

3. Connection Pool（連接池）

• 管理緩沖用戶連接，線程處理等需要緩存的需求。

• 負責監聽對MySQL Server的各種請求，接受連接請求，轉發所有連接請求到線程管理模塊。

• 每一個連接上MySQL Server的客戶端請求都會被分配（創建）一個連接線程為其單獨服務，并對連接線程進行了緩存，因此不需要為每個client連接單獨創建和銷毀，而連接線程的主要工作就是負責MySQL Server與客戶端的通信，接收客戶端的命令請求，傳遞Server端的結果信息，線程管理模塊則負責管理維護這些連接線程，包括線程的創建，線程的cache等等

Authentication -Thread Reuse - Connection Limits - Check Memory -Caches

4.SQL Interface（SQL接口）

• 接受用戶的SQL命令，并且返回用戶需要查詢返回的結果，比如select from就是調用SQL Interface

DML，DDL，Stored Procedures，Views，Triggers，etc

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中我們習慣將所有Client端發給Server端的命令都稱為query，在MySQL Server里面，連接線程接收到客戶端的一個Query后，會直接將query傳遞給專門負責將各種Query進行分類然后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分析，分解成數據結構，然后按照+同的操作類型進行分類，做出針對性的轉發到后續步驟，以后SQL語句的傳遞和處理就是基于這個結構的

• b. 如果在分解構成中遇到錯誤，那么就說明這個sql語句是不合理的

Query Translation，Object Privilege

6.Optimizer（查詢優化器）

SQL語句在查詢之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query，根據客戶端請求的query語句和數據庫中的一些統計信息，在一系列算法基礎上進行分析，得出一個最優策略，告訴后面的程序如何取得這個query語句的結果，使用的是 “選取-投影-聯接” 策略進行查詢；<br/>比如：select uid,name from user where gender=1;<br/>這個查詢語句先根據where后面的語句進行選取，而不是先將表全部查詢出來以后再進行gender過濾，然后根據uid和name進行屬性投影，而不是將所有的屬性全部取出來以后再進行過濾，最后將這兩個查詢條件聯接起來生成最終的查詢結果

Access Paths，Statistics

7.Cache 和 Buffer（查詢緩存）

主要功能是將客戶端提交給 Mysql 的 Select的類query請求的返回的結果集cache到內存中，與該query的一個hash值做一個對應，該query所取數據的基表發生任何數據的變化之后，MySQL會自動使該query的Cache失效，在讀寫比例非常高的的應用系統中，Query Cache對性能的提高是非常顯著的，當然它對內存的消耗也是非常大的。<br/>如果查詢緩存中有有效的命中查詢結果，查詢語句就可以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，比如表緩存，記錄緩存，Key緩存，權限緩存等等

Global and Engine Specific Caches & Buffers

8.pluggable storage Engines（插件式存儲引擎）

• 存儲引擎接口：MySQL區別于其他數據庫的最重要的特點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本身無關，可能是每個數據庫系統都必須的，比如SQL分析器和優化器等，而存儲引擎是底層物理結構的實現。每個存儲引擎開發者都可以按照自己的意愿進行開發。

9.file system

• 文件系統，數據，日志（redo，undo）索引，錯誤日志，查詢記錄，慢查詢等

注意：存儲引擎是基于表的，而不是數據庫

數據庫的工作流程

建立TCP連接——>驗證用戶——>創建線程解析SQL——>生成執行計劃——>開表——>搜尋buffer看所需數據頁是否被緩存——>從磁盤掃描數據——>獲取數據并寫入buffer pool——>返回數據給客戶端——>關閉表——>關閉線程——>關閉連接

• 最上層：客戶端連接

1.連接處理：客戶端同數據庫服務層建立TCP連接，連接管理模塊會建立連接，并請求一個連接線程，如果連接池中有空閑的連接線程，則分配給這個連接，如果沒有，在沒有超過最大線程連接數的情況下，創建新的連接線程負責這個客戶端

2.授權認證：在query操作之前，還需要調用用戶模塊進行授權檢查，來驗證用戶是否有權限，通過后，方才提供服務，連接線程開始接受并處理來自客戶端的SQL語句

• 第二層：核心服務

1.連接線程接收到SQL語句之后，將語句交給SQL語句解析模塊進行語法和語義分析。

2.如果是一個查詢語句，則可以先看查詢緩存中是否有結果，如果有結果則直接返回給客戶端。

3.如果查詢緩存中沒有結果，則需要查詢數據庫引擎層，將SQL語句發給優化器，進行查詢的優化，如果是表變更，則分類交給insert，update，delete，create，alert處理模塊進行處理

• 第三層：數據庫引擎層

1.打開表，如果需要的話獲取相應的鎖。

2.先查詢緩存頁中有沒有相應的數據，如果有則可以直接返回，如果沒有則從磁盤上去讀取

3.當在磁盤中找到相應的數據之后，則會加載到緩存中來，從而使得后面的查詢更加的高效，由于緩存有限，多采用變通的LRU表來管理緩存頁，保證緩存的都是經常訪問的數據。

4.最后，獲取數據后返回給客戶端，關閉連接，釋放連接線程。

FAQ分析

1.什么是插件式存儲引擎

存儲引擎就是將數據對磁盤進行讀寫操作，不同的存儲引擎，讀寫操作方式也不同，事務，鎖等都不一樣因為我們有不同的業務需求，所以會有很多的存儲引擎，在一個數據庫中，因為存儲引擎是基于表的，所以不同的表可以有不同的存儲引擎，允許將存儲引擎加載到正在運行的MySQL服務器中，這就是插件式存儲引擎

2.什么是LRU緩存

一種緩存淘汰機制策略算法，因為緩存的內存總是有限的，所以緩存滿了就要刪除一些內容，給新內容騰位置，而在LRU機制下，淘汰的數據被稱為無用數據，LRU的全稱是Least Recently Used，也就是我們認為最近使用過的數據都是有用的，很久都沒用過的數據應該就是無用的，內存滿了就優先刪除那些最近很久沒用過的數據

• 在JVM中Ehcache的緩存策略包含

1. LRU - least recently used（最近最少使用）

2. LFU - least frequently used（最不經常使用）

3. FIFO - first in first out, the oldest element by creation time（清除最早緩存的數據，不關心是否經常使用）

以上是“MySQL邏輯體系架構的示例分析”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！