Mysql整体架构

Mysql架构

一条SQL查询语句是如何执行的？

Mysql基础架构图

        

mysql架构关系

    service层：

        连接器：管理链接 验证权限 连接器会直接链接到缓存以及分析器

        查询缓存： 缓存中命中则直接返回

        分析器：混村未能命中的时候 使用分析器 分析词法 语法

        优化器： 执行计划生成 索引选择数据

        执行器： 链接引擎操作数据

    引擎层：

        Innodb

        Myisam

        。。。

Service层

Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心服务功能

涵盖所有的函数功能： 日期 时间 数学 字符串

跨存储引擎的功能： 存储过程 触发器 视图

        不同的存储引擎共用一个service层

存储引擎层

        负责数据的存取

        插件模式支持不同的存储引擎

        默认使用 innodb 引擎

        

按查询过程了解各个组件的作用

1 连接器 管理数据库链接 权限验证

        连接语句：mysql -h$ip -P$port -u$user -p

 

        A 连接命令中的mysql是客户端工具，用来跟服务端建立连接

B 完成TCP握手后，连接器就开始认证身份，输入用户名和密码

如果用户名或密码不对，你就会收到一个"Access denied for user"的错误，然后客户端程序结束执行。

如果用户名密码认证通过，连接器会到权限表里面查出你拥有的权限。之后，这个连接里面的权限判断逻辑，都将依赖于此时读到的权限

 

即一个用户成功建立连接后，即使你用管理员账号对这个用户的权限做了修改，也不会影响已经存在连接的权限。修改完成后，只有再新建的连接才会使用新的权限设置

 

客户端如果太长时间没动静，连接器就会自动将它断开。这个时间是由参数wait_timeout控制的，默认值是8小时

 

关于数据库的链接

        长连接：连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接

        短链接：每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立一个

 

        链接的建立过程复杂，操作中如果需要大量长时间的存取数据 使用长链接

        

        使用长链接的缺点：

容易占用内存， 因为MySQL在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开的时候才释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉（OOM）

导致：从现象看就是MySQL异常重启了

 

解决长连接占用内存，短链接繁琐的问题

1. 定期断开长连接。使用一段时间，或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后要查询再重连。
2. 如果你用的是MySQL 5.7或更新版本，可以在每次执行一个比较大的操作后，通过执行 mysql_reset_connection来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证，但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。

2 查询缓存 命中查询就返回 否进则分析查询

        建立连接后开始第二步骤：查询

 

MySQL拿到一个查询请求后，会先到查询缓存看看，之前是不是执行过这条语句。

 

之前执行过的语句及其结果可能会以key-value对的形式，被直接缓存在内存中。

 

key是查询的语句，

value是查询的结果。

 

如果你的查询能够直接在这个缓存中找到key，那么这个value就会被直接返回给客户端

 

如果查询不在就会继续后面的执行阶段。执行完成后，执行结果会被存入查询缓存中。这样会大大提高查询效率

 

查询缓存的缺点

建立的查询缓存容易被数据表更新所清空，对于频繁更新数据的更不适合使用查询缓存

        对于静态表，则可以使用查询缓存 提高查询速度

3 分析器

        在第二步中，查询如果没有命中缓存，就会进入分析器，开始真正执行语句

 

        首先，。Mysql要理解你的操作，因此，便使用分析器对查询语句进行分析

 

        分析器分析识别

            词法分析：识别关键字

分析器先会做"词法分析"。你输入的是由多个字符串和空格组成的一条SQL语句，MySQL需要识别出里面的字符串分别是什么，代表什么。

MySQL从你输入的"select"这个关键字识别出来，这是一个查询语句。它也要把字符串"T"识别成"表名T"，把字符串"ID"识别成"列ID"

            语法分析：判断语法

根据词法分析的结果，语法分析器会根据语法规则，判断你输入的这个SQL语句是否满足MySQL语法

 

如果语法不对，就会收到报错提醒，一般语法错误会提示第一个出现错误的位置

即关注报错中的 use near

 

4 优化器

        经过分析器的分析，mysql就知道你要做的事情是什么了

        但是，在开始执行之前，需要经过优化器的处理。

 

优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引；或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。比如你执行下面这样的语句，这个语句是执行两个表的join：

mysql> select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;

• 既可以先从表t1里面取出c=10的记录的ID值，再根据ID值关联到表t2，再判断t2里面d的值是否等于20。
• 也可以先从表t2里面取出d=20的记录的ID值，再根据ID值关联到t1，再判断t1里面c的值是否等于10。

这两种执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案

    目前的笔记任然是全局了解的状态，因此对于优化器的具体内容，会有具体的篇章

5 执行器

        经过优化器筛选优化的查询语句后，就进入执行器阶段，开始执行语句

 

        执行步骤

        1 判断权限

开始执行的时候，要先判断一下你对这个表T有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有权限的错误，如下所示。

mysql> select * from T where ID=10;

ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'

如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。

比如我们这个例子中的表T中，ID字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的：

1. 调用InnoDB引擎接口取这个表的第一行，判断ID值是不是10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中；
2. 调用引擎接口取"下一行"，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

至此，这个语句就执行完成了。

对于有索引的表，执行的逻辑也差不多。第一次调用的是"取满足条件的第一行"这个接口，之后循环取"满足条件的下一行"这个接口，这些接口都是引擎中已经定义好的。

你会在数据库的慢查询日志中看到一个rows_examined的字段，表示这个语句执行过程中扫描了多少行。这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。

在有些场景下，执行器调用一次，在引擎内部则扫描了多行，因此引擎扫描行数跟rows_examined并不是完全相同的