MySql 整體結構
#MySQL 由連接池、SQL 介面、解析器、最佳化器、快取、存儲引擎等組成,可分為三層,分別為MySQL Server 層、儲存引擎層、檔案系統層。 MySQL Server 層又包含連接層和 SQL 層。如下是官方文件中MySQL 的基礎架構圖:
上圖中,Connection pool 為連接層,Management Services & Utilities …Caches & Buffers 為SQL 層,Pluggable Storage Engines 為儲存引擎層,File system、Files & Logs 為檔案系統層。
Connectors 不屬於以上任何一層,可以將 Connectors 理解為各種客戶端、應用程式服務,主要指的是不同語言與 SQL 的互動。
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1. 連結層
應用程式透過介面(如ODBC、JDBC)來連接MySQL,最早連接處理的是連接層。連接層包括通訊協定、執行緒處理、使用者名稱密碼認證 3 部分。
- 通訊協定負責偵測客戶端版本是否相容於 MySQL 服務端。
-線程處理是指每個連接請求都會分配一個對應的線程,相當於一條 SQL 對應一個線程,一個線程對應一個邏輯 CPU,在多個邏輯 CPU 之間進行切換。
-密碼認證用來驗證使用者建立的帳號、密碼,以及 host 主機授權是否可以連接到 MySQL 伺服器。
Connection Pool(連線池)屬於連接層。由於每次建立連接都需要消耗很多時間,連接池的作用就是將用戶連接、用戶名、密碼、權限校驗、線程處理等需要緩存的需求緩存下來,下次可以直接用已經建立好的連接,提升伺服器效能。
2. SQL層
SQL 層是 MySQL 的核心,MySQL 的核心服務都是在這層實現的。主要包含權限判斷、查詢快取、解析器、預處理、查詢最佳化器、快取和執行計畫。
- 權限判斷可以審核使用者有沒有存取某個函式庫、某個表,或是表裡某行資料的權限。
- 查詢快取透過 Query Cache 進行操作,如果資料在 Query Cache 中,則直接傳回結果給客戶端,不必再進行查詢解析、最佳化和執行等過程。
- 查詢解析器針對 SQL 語句進行解析,判斷語法是否正確。
- 預處理器對解析器無法解析的語意進行處理。
- 查詢最佳化器對 SQL 進行改寫和對應的最佳化,並產生最優的執行計劃,就可以呼叫程式的 API 接口,透過儲存引擎層存取資料。
Management Services & Utilities、SQL Interface、Parser、Optimizer 和 Caches & Buffers 屬於 SQL 層,詳細說明如下表所示。
名稱 | 說明 |
---|---|
#Management Services & Utilities | MySQL 的系統管理與控制工具,包括備份還原、MySQL 複製、叢集等。 |
SQL Interface(SQL 介面) | 用來接收使用者的 SQL 指令,傳回使用者需要查詢的結果。例如 SELECT FROM 就是呼叫 SQL Interface。 |
Parser(查詢解析器) | 在SQL 指令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析,以便MySQL 最佳化器可以辨識的資料結構或傳回SQL 語句的錯誤。 |
Optimizer(查詢最佳化器) | SQL 語句在查詢之前會使用查詢最佳化器對查詢進行最佳化,同時驗證使用者是否有權限進行查詢,快取中是否有可用的最新數據。它使用“選取-投影-連接”策略進行查詢。例如 SELECT id, name FROM student WHERE gender = "女"; 語句中,SELECT 查詢先根據 WHERE 語句進行選取,而不是將表格全部查詢出來以後再進行 gender 篩選。 SELECT 查詢先根據 id 和 name 進行屬性投影,而不是將屬性全部取出以後再進行過濾,將這兩個查詢條件連接起來產生最終查詢結果。 |
Caches & Buffers(查詢快取) | 如果查詢快取有命中的查詢結果,查詢語句就可以直接去查詢快取中取資料。這個快取機制是由一系列小型快取組成的,例如表格快取、記錄快取、key 快取、權限快取等。 |
3. 儲存引擎層
Pluggable Storage Engines 屬於儲存引擎層。儲存引擎層是 MySQL 資料庫區別於其他資料庫最核心的一點,也是 MySQL 最具特色的一個地方。主要負責 MySQL 中資料的儲存和提取。
因為在關聯式資料庫中,資料的儲存是以表格的形式儲存的,所以儲存引擎也可以稱為表格類型(即儲存和操作此表的類型).
#4. 檔案系統層
檔案系統層主要是將資料庫的資料儲存在作業系統的檔案系統之上,並完成與儲存引擎的互動。
檔案系統層主要是將資料庫的資料儲存在作業系統的檔案系統之上,並完成與儲存引擎的互動。
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MySQL中常見的安全漏洞包括SQL注入、弱密碼、權限配置不當和未更新的軟件。 1.SQL注入可以通過使用預處理語句防止。 2.弱密碼可以通過強制使用強密碼策略避免。 3.權限配置不當可以通過定期審查和調整用戶權限解決。 4.未更新的軟件可以通過定期檢查和更新MySQL版本來修補。

在MySQL中識別慢查詢可以通過啟用慢查詢日誌並設置閾值來實現。 1.啟用慢查詢日誌並設置閾值。 2.查看和分析慢查詢日誌文件,使用工具如mysqldumpslow或pt-query-digest進行深入分析。 3.優化慢查詢可以通過索引優化、查詢重寫和避免使用SELECT*來實現。

要監控MySQL服務器的健康和性能,應關注系統健康、性能指標和查詢執行。 1)監控系統健康:使用top、htop或SHOWGLOBALSTATUS命令查看CPU、內存、磁盤I/O和網絡活動。 2)追踪性能指標:監控查詢每秒數、平均查詢時間和緩存命中率等關鍵指標。 3)確保查詢執行優化:啟用慢查詢日誌,記錄並優化執行時間超過設定閾值的查詢。

MySQL和MariaDB的主要區別在於性能、功能和許可證:1.MySQL由Oracle開發,MariaDB是其分支。 2.MariaDB在高負載環境中性能可能更好。 3.MariaDB提供了更多的存儲引擎和功能。 4.MySQL採用雙重許可證,MariaDB完全開源。選擇時應考慮現有基礎設施、性能需求、功能需求和許可證成本。

MySQL使用的是GPL許可證。 1)GPL許可證允許自由使用、修改和分發MySQL,但修改後的分發需遵循GPL。 2)商業許可證可避免公開修改,適合需要保密的商業應用。

選擇InnoDB而不是MyISAM的情況包括:1)需要事務支持,2)高並發環境,3)需要高數據一致性;反之,選擇MyISAM的情況包括:1)主要是讀操作,2)不需要事務支持。 InnoDB適合需要高數據一致性和事務處理的應用,如電商平台,而MyISAM適合讀密集型且無需事務的應用,如博客系統。

在MySQL中,外鍵的作用是建立表與表之間的關係,確保數據的一致性和完整性。外鍵通過引用完整性檢查和級聯操作維護數據的有效性,使用時需注意性能優化和避免常見錯誤。


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