一，连接层功能：
1，TCP/IP或者Socket的链接方式
2，验证用户名密码功能
3，连接线程(客服)：接收SQL语句，返回执行结果
二，SQL层
1，语法检查模块，检查上层发过来的SQL语句，进行语法检查
2，权限检查模块，检测当前登录用户是否有权限操作数据库对象
3，语义检查模块，识别语句种类
5，优化器，基于执行代价(系统资源的消耗作为维度（cpu、内存、IO），管理员可以通过间接的方法，干扰优化器的选择）
6，执行器，按照优化器选择的“最优”的执行计划，执行SQL语句。得出结论：某某磁盘的某某位置，发送给存储引擎层。
7，提供查询缓存：有局限性。一般会用Redis产品来替代
8，记录查询日志
SQL语句的分类：
DDL：数据定义语言
DCL：数据控制语言
DML：数据操作语言
DQL：数据查询语言
三，存储引擎层：
和“磁盘”（文件系统）打交道的层次
根据SQL层执行的结果，去磁盘上找到对应的数据。结构化成表的模式，返回给用户。
MySql逻辑结构组成：
一，库（库名字，库属性）
二，库（库名字，列（列名字，列属性）表属性，表数据）
MySQL索引
MySQL索引分类
存储引擎管理
一，索引管理以及原理
1，索引的种类
B树（B+tree B*tree b-tree）
B-tree：针对某个明确值的查询
查找顺序：根节点——>枝节点——>叶子节点
B+tree：针对明确的范围的查询
缺点：无法同时包含回表查询以及其它列的查询
辅助索引：（B TREE）
alter table t1 add index idx_num(telnum);
怎么生成的：
根据创建索引时，指定的列的值，进行排序后，存储在叶子节点中
优点：
1，优化了查询，减少CPU 内存 IO消耗
2，减少了文件排序
覆盖索引：(联合索引)
通过一个索引列把需要查询的列都添加到索引树里面去
直接在索引树里面直接有，减少或尽量避免回表查询操作
优点：减少回表查询的操作的几率
聚集索引 ：
同一等级情况下效率最高
大部分情况下辅助索引和聚集索引结合使用
辅助索引：where 条件 有id列的时候，比如id=28
随机读 顺序读
建表时，如果有主键列，自动生成聚集索引
没有主键列，会去找unique列
优点：
减少回表查询
将随机IO转换成顺序IO
加强了缓存的应用，查询效率提升
2，R树
3，hash索引
4，全文索引
2，B树索引的类型
1，聚簇索引（cluster index）：一般是基于主键的
2，辅助索引（普通辅助索引：回表查询；覆盖索引；不回表查询；唯一性索引）
3，唯一索引
3，索引管理
索引的作用：在mysql数据库中，索引是用来优化查询的
除缓存之外，数据的查询有两种方式：
1，全表扫描
2，索引扫描
优化器索引扫描要优于全表扫描
索引管理：
索引就是一张表
创建索引的语句：
为某张表基于某列建索引：alter table 表名 add index idx_name(列名)
MySQL不走索引的情况（开发规范）
重点关注：
1，没有查询条件，或者查询条件没有建立索引
select * from tab ;全表扫描
select * from tab where 1=1;
在业务数据库中，特别是数据库量比较大的表，是没有全表扫描这种需求的，当然我们也应该避免这种情况
1，对用户查看是非常痛苦的
2，对服务器来说是毁灭性的
(1) select * from tab
SQL改写成以下语句：
select * from tab order by price limit 10 ; 需要在price列上建立索引
(2) select * from tab where name=‘zhangsan'; name列没有索引
2,查询结果集是原表中的大部分数据，应该是25%以上。
查询的结果集，超过了总数行数25%，优化器就会觉得没有必要走索引了。
假如：tab表 id，name id:1-100w，id列有索引
select * from tab where id>50000;
3,索引本身失效，统计数据不真实
大量的操作插入删除操作，对表内容变化比较频繁的情况下，有可能会出现索引失效的情况。
4，查询条件使用函数在索引上，或者列进行计算，运算包括（+，-，*，/，！等）
算数运算
函数运算
子查询
例子：
错误的例子：select * from test where id-1=9；
正确的例子：select * from test where id=10；
5，隐式转换导致索引失效，这一点应当引起重视，也是开发中经常遇到会犯的错误！
6，<>,not in 不走索引
单独的 >,<,in有可能走，也有可能不走，和结果集有关，尽量结合业务添加limit
or或 in 尽量改成 union
7，like "%_"百分号在前面不走索引
%link%类的搜索需求，可以使用elasticsearch 专门做搜索服务的数据库产品
8，单独引用联合索引里非第一位置的索引列，作为条件查询时不走索引。
例子：
复合索引
DROP TABLE t1
CREATE TABLE t1(id INT,NAME VARCHAR(20),age INT , sex ENUM('m','f'),money INT );
ALTER TABLE t1 ADD INDEX t1_idx(money,age,sex);
DESC t1
SHOW INDEX FROM t1
走索引的情况测试：
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND age=30 AND sex='m';
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND age=30 ;
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND sex='m'; ----->部分走索引
不走索引的情况;
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE age=30;
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE age=30 AND sex='m';
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE sex='m';
MySQL存储引擎
查看存储引擎：
show engines；
show create table world.city；
插件式，即插即用存储引擎，是在表级别设定的。
mysql5.5以后默认的是InnoDB
InnoDB与MyISAM存储引擎的区别：
MVCC： innoDB支持，MyISAM不支持
锁(行级别)： innodb支持，myisam表级别
外键： innodb支持，myisam不支持
事务： innodb支持，myisam不支持
热备份： innodb支持，myisam温备份
CSR(故障断电自动恢复)innodb支持，myisam不支持
InnoDB
MVCC
锁定粒度
外键
MyISAM
MEMORY(memory)
ARCHIVE(archive)
也可以使用第三方的存储引擎
TokuDB ------>zabbix
myrocks
InnoDB存储引擎的物理存储方式：
表空间（TBS）的管理模式：
来自于Oracle
表存储到磁盘上是以表空间的管理模式来存储
共享表空间：类似于Oracle管理模式
独立表空间：每个表单独使用表空间存储
5.5默认：共享表空间
5.6以后：默认管理模式独立表空间存储，共享表空间也存在
表空间存储数据的分类：
共享表空间：ibdata1
存了什么？
系统数据
undo日志
磁盘临时表
独立表空间：
t1.ibd ----->t1表的数据和索引
t1.frm ------>t1表的列相关信息
表空间操作：
共享表空间：
我们建议，在数据库初始化的时候就配置好
一般建议2-3个，512M
/etc/my.cnf
innodb_data_file_path=ibdata1:50M;ibdata2:50M:autoextend
mysql_install_db
独立表空间：一个表一个ibd文件，存储表数据和索引
show variables like 'innodb_file_per_table';
事务
InnoDB存储引擎核心特性：
1，事务
简单来说：
事务会把业务流程中的多条语句放到一个执行（工作）单元里面，保证这多条语句要么全部成功，要么全部失败。
保证交易类业务完整性
官方：
一组数据操作执行步骤，这些步骤被视为一个工作单元
用于对多个语句进行分组
可以在多个客户机并发访问同一个表中的数据时使用
所有步骤都成功或者都失败
如果所有步骤正常，则执行
如果步骤出现错误或不完整，则取消
2，事务是保证数据的ACID特性
Atomic（原子性）
所有语句作为一个执行单元全部成功执行或全部取消执行。
保证了稳定性。
Consistent(一致性)
如果数据库在事务开始时处于一致状态，则在执行该VT事务期间将保留一致状态。
Isolated(隔离性)
事物之间不相互影响
Durable（持久性）
事务成功完成后，所做的所有更改都会准确地记录在VT数据库中，所做的更改不会丢，即使数据库宕机
3，标准的事务控制语句：
事务常见生命周期：
周期一：
begin； 开启事务
DML
DML
commit; 结束事务
周期二： 开启事务
begin；
DML
DML
rollback; 撤销事务
常识：MySQL5.5版本以后不需要自己手动来写begin语句，写DML语句时自动生成
注意：正常的遵循事务的ACID特性的事务，对于autocommit=1，需要手动关闭，默认等于1处于开启状态，自动提交功能
临时关闭，临时生效
set autocommit=0；
set global autocommit=0；
永久关闭
在my.cnf设置
autocommit=0;
4，隐式提交
用于隐式提交的SQL语句:
START TRANSACTION
SET AUTOCOMMIT = 1
导致提交的非事务语句：
DDL语句: ALTER、CREATE、DROP
DCL语句: GRANT、REVOKE、SET PASSWORD
锁定语句 LOCK TABLES 和 UNLOCK TABLES
导致隐式提交的语句：
TRUNCATE TABLES
LOAD DATA INFILE
SELECT FOR UPDATE
隐式提交的几种情况：
情况一：
begin
DML1
DML2
begin
情况二：
begin
DDL
DDL
情况三：
begin
DCL
DDL
5,innodb存储引擎物理存储层
表空间（t1.ibd）----->
段 一个表就是一个段（除了分区表）
区 连续的多个页
页 page（16KB）
每个数据页作为一个存储单元
6，存储引擎日志 -----物理层面
Redo:重做日志
Redo记录的是内存数据页的变化过程
Rudo:事务日志的一种，在事务ACID过程中，实现的是“D”持久化的作用,AC特性也和它有关
Rudo:CSR过程中实现前滚
存储位置：数据路径下存放，默认两个日志，默认标准大小50M，轮询覆盖形式使用文件日志
通过这两个参数控制，可以按照自己需求设定文件大小
innodb_log_file_size=50331648
innodb_log_files_in_group=2
ib_logfile0
ib_logfile1
查看标准大小：
mysql -uroot -p
show varables like '%log%';
LSN：日志序列号（也就是数据变化的版本号）
哪些地方会有日志序列版本号：
data page 磁盘数据页
logfile
data buffer
redo log buffer 日志的内存区域
数据库要求：启动时，必须保证data page 与logfile 中LSN号一致才能正常打开数据库，否则就会进行数据恢复
undo:回滚日志
undo记录了什么？
undo:记录数据页变化之前的数据状态以及TXID（数据页的id）
undo:事务日志的一种，在事务ACID过程中，实现的是“ACI”原子性，一致性的作用
undo作用：
1，rollback
2，CSR过程中实现回滚
事务没有进行commit提交的情况下：
先Rudo前滚
再undo回滚
四种隔离级别：
READ UNCOMMITTED 脏读
允许事务查看其他事务所进行的未提交更改
READ COMMITTED 幻读
允许事务查看其他事务所进行已提交更改
有可能出现幻读的现象，企业中坚决避免
REPEATABLE READ******可重复读，防止幻读现象
确保每个事务的SELECT 输出一致
InnoDB默认级别
SERIALIZABLE
将一个事务的结果与其他事务完全隔离
会阻塞其他事务的所有操作，只保证当前事务正常运行
Innodb事务锁机制
锁：顾名思义就是锁定的意思
种类：行级锁与表级锁
作用：在事务ACID过程中，锁和隔离级别一起来实现隔离性的作用
锁的粒度：
MyIasm：低并发锁 ——表级锁
InooDB：高并发锁 ——行级锁
事务出现冲突，出现锁争用：也名冲突事务
冲突事务例子：
例子：
1，事务1想要把a=1修改成a=2,，而这时事务2想要把a=1修改成a=3，这种情况下
2，两个事务同时更新一条数据
InnoDB体系结构扩展：
1，内存结构
2，线程结构
3，事务工作更详细流程
4，InnoDB存储引擎在安全和性能上的体现
5，Double Write
6，Db crash恢复流程
日志管理
1，错误日志
a,作用：
记录启动关闭日常运行过程中，状态信息，警告，错误
b,配置：
默认就是开启状态：/数据路径下/hostname.err
手动设定：
vim /etc/my.cnf
log_error=/var/log/mysql.log
重启生效：
show variables like 'log_error';
c,查看日志内容
主要关注[error]，看上下文
2，二进制日志：binlog
1,作用：
1，备份恢复
2，主从环境
2,binlog配置（5.7必须加server_id）
vim /etc/my.cnf
server_id=6
log_bin=/data/mysql/mysql-bin
binlog_format=row
重启生效
注意：=/data/mysql 必须事先创建好，必须对mysql有权限
3,binlog记录了什么？
记录mysql数据库所有变更类的SQL语句
DDL，DCL，记录方式：SQL语句直接记录
DML记录三种方式： 只记录已经commit的DML
row 5.7默认
特点：记录数据行的变化，可读性不高，日志量较大，记录数据精确
statment 5.6默认
特点：可读性较高，日志量较少，但是以后恢复数据可能会是错误数据
mixed
4, event二进制的最小记录单元
对于DDL,DCL，一个事务就是一个event
对于DML，一个事务就被分为了四个event：
begin；
DML1
DML2
commit；
event组成：开始位置 + 事件内容 +结束位置
5，日志文件查看
log_bin参数设置的路径，可以找到二进制日志
show binary logs;
show master status;
6，日志内容查看
show master status;
show master status in 'mysql-bin.000002';
录入数据，看事件信息：
create database testdb;
create table t1(id int);
insert into t1 values(1);
commit;
show binlog events in 'mysql-bin.000002;
查看binlog文件详细内容：
mysqlbinlog /data/mysql/mysql-bin.000002;
mysqlbinlog --base64-output=decode-rows -vvvv /data/mysql/mysql-bin.000002;
mysqlbinlog -d testdb /data/mysql/mysql-bin.000002;
7,日志截取
mysqlbinlog --start-position --stop-position
恢复：
set sql_log_bin=0;
source /tmp/binlog.sql
set sql_log_bin=1;
8,二进制日志恢复数据
数据库的故障（损坏），原因：
1，软件损坏了
2，数据损坏了
3，硬件损坏，数据文件，数据页
4，逻辑损坏
5，SQL导致的误删除，误修改
只要拥有全量的binlog，就可以把数据库恢复到任意的时间点
3，慢日志（slow_log）
1，作用：
记录慢SQL语句的日志
2，开启慢日志，默认没开启
配置：
开启慢日志：
slow_query_log=1
文件位置以及名字：
slow_query_log_file=/data/mysql/slow.log
设定慢查询时间：
long_query_time=0.01
没走索引的语句也记录：
log_queries_not_using_indexes
服务器端配置,几条语句加进去就可以了
vim /etc/my.cnf
slow_query_log=1
slow_query_log_file=/data/mysql/slow.log
long_query_time=0.01
log_queries_not_using_indexes
/etc/init.d/mysql restart
3,分析慢日志
mysqldumpslow
mysqldumpslow -s c -t 10 /data/mysql/slow.log
备份恢复
1，备份类型
热备：在数据库正常业务是，备份数据，并且能够一致性恢复
冷备：关闭数据库业务，数据库没有任何变更的情况下，进行备份数据
温备：锁表备份，只能查询不能修改
2，备份方式,工具
逻辑备份：基于SQL语句进行备份：mysqldump,mysqlbinlog
物理备份：基于磁盘文件备份：cp，xtrabackup(XBK)
3，备份策略
1，全备：全库备份
2，增量：备份变化的数据
备份周期：多久全备，多久增量
4，恢复备份
5，故障恢复
6，迁移
主从复制
前提：
1，准备2个以上的mysql实例，有主有从
2，每台实例server_id不同
3，主库方面创建专用的复制用户
4，主库必须开启二进制日志
5，从库需要初始化数据，保证和主库数据在一个时间点上数据一致
1，搭建主从复制
1，准备多个mysql实例（3307(master),3308(slave1),3309(slave2)）
具体环境配置文档（待QAQ续）
2，主库必须授权一个专门用作主从复制的用户
在创建一个复制用户
mysql -S /data/3307/mysql.sock
grant replication slave on *.* ro repl@'10.0.0.%' indextified by '123';
3,全备主库数据，恢复到从库
mysqldump -S /data/3307/mysql.sock -A -R --triggers --master-data=2 --single-transaction >/tmp/full.sql
mysql -S /data/3308mysql.sock
set sql_log_bin=0;
source /tmp/full.sql
4,开启主从复制
mysql -S /data/3308/mysql.sock
命令两条：
忘记了请记得让我们的help小姐姐来帮你QAQ： help change master to
CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='10.0.0.51', 填写主库ip
MASTER_USER='repl', 填写主库复制用户名
MASTER_PASSEORD='123', 填写主库复制用户密码
MASTER_[PORT=3307, 填写主库端口号
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001', 填写需要复制二进制日志名
MASTER_LOG_POS=325, 填写需要复制的二进制日志复制的起点
MASTER_CONNECT_RETRY=10; 重连重试次数
启动复制线程：
start slave;
查看主从状态：
show slave status G
当你看到这两条命令为Yes,那么恭喜你成功了!
Slave_IO_Running:Yes
Slave_SQL_Running:Yes
2，主从复制存在原因
1，辅助备份
解决物理损坏
2，演变高可用架构
在主库发生故障时，自动进行故障转移，对于应用透明
3，演变高性能架构
读写分离
分布式
3，延时从库
4，过滤复制
控制过滤
从主库方面控制：复制指定的库到从库，对主库业务数据进行垂直拆分
从从库方面控制：只接收主库某个库复制过来的内容
1，从主库方面控制
show master status;
Binlog_Do_DB=白名单，在此参数中的库，记录二进制日志
Binlog_Ignore_DB=黑名单，在此参数中的库，不记录二进制日志
2，从库方面控制
Replicate_Do_DB: 白名单，在此参数中的库，复制
Replicate_Ignore_DB: 黑名单，在此参数中的库，不复制
Replicate_Do_Table: 白名单，在此参数中的表，复制
Replicate_Ignore_Table: 黑名单，在此参数中的表，不复制
模糊的表名字
Replicate_Wild_Do_Table: wolrd.t*
Replicate_Wild_Ignore_Table:
写法：
vim /data/3308/my.cnf
replicate_do_db=world
replicate_do_db=oldboy
5，主从复制之架构扩展GTID复制
1，环境准备
环境准备Centos拿db01克隆两台虚拟机
干掉原来数据库，并清理/application/mysql/data下所有数据，保证环境一致，干净
pkill mysqld
rm -rf /application/mysql/data*
1，备份三台机器/etc/my.cnf文件
mv/etc/my.cnf /tmp
2,书写配置文件：
master:10.0.0.51
vim/etc/my.cnf
[mysqld]
dasedir=/application/mysql
datadir=/application/mysql/data
socket=/tmp/mysql.sock
log-error=/var/log/mysql.log
log-bin=/data/mysql/mysql-bin
binlog_format=row
skip-name-resolve
server-id=51
gtid-more=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1
[client]
socket=/tmp/mysql.sock
slave1:10.0.0.52
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
dasedir=/application/mysql
datadir=/application/mysql/data
socket=/tmp/mysql.sock
log-error=/var/log/mysql.log
log-bin=/data/mysql/mysql-bin
binlog_format=row
skip-name-resolve
server-id=52
gtid-more=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1
[client]
socket=/tmp/mysql.sock
slave2:10.0.0.53
vim /etc/my.cnf
[mysqld]
dasedir=/application/mysql
datadir=/application/mysql/data
socket=/tmp/mysql.sock
log-error=/var/log/mysql.log
log-bin=/data/mysql/mysql-bin
binlog_format=row
skip-name-resolve
server-id=53
gtid-more=on
enforce-gtid-consistency=true
log-slave-updates=1
[client]
socket=/tmp/mysql.sock
3,重新初始化三台机器数据
/application/mysql/scripts/mysql_install_db --basedir=/application/mysql/ --datadir=/application/mysql/data --user=mysql
4,分别启动三台数据库服务器
etc/init.d/mysqld start
2，GTID介绍
GTID是对于一个已提交事务的编号，并且是一个全局唯一的编号
官方定义：
GTID=source_id :transaction_id
7E11FA47-31CA-19E1-9E56-C43AA21293967:29
1,什么是sever_uuid和Server-id区别？
source_id 也叫uuid 默认是在第一次启动数据库时，自动生成的
/application/mysql/data/auto.cnf
手动删除掉此文件，重启数据库，可以生成新的
2，重要参数
gtid-mode=on --启动gtid类型，否则就是普通的复制架构
erforce-gtid-consistency=true --强制GTID的一致性
log-slave-updates=1 --slave更新是否记入日志
3，基于GTID的复制构建
master：51
slave:52,53
51:
grant replication slave on *.* to repl@'10.0.0.%' identified by '123';
5253:
source bak.sql
change master to msater_host ='10.0.0.51',master_user='repl',master_password='123',MASTER_AUTO_POSITION=1;
start slave;
change master to msater_host ='10.0.0.51',master_user='repl',master_password='123',MASTER_AUTO_POSITION=1;
高可用以及读写分离
分布式系统