詳細介紹mysql理論與基礎知識

本篇文章給大家詳細介紹mysql理論和基礎知識。有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對大家有幫助。

mysql架構

一、網路連線層

客戶端連接器(Client Connectors):提供與MySQL伺服器建立的支援。目前幾乎支援所有主流的服務端程式設計技術，例如常見的Java、C、Python、.NET等，它們透過各自API技術與MySQL建立連線

二、服務層(MySQL Server)

服務層是MySQL Server的核心，主要包含系統管理與控制工具、連線池、SQL介面、解析器、查詢最佳化器和快取六個部分。

連接池(Connection Pool):負責儲存和管理客戶端與資料庫的連接，一個執行緒負責管理一個連接。

系統管理與控制工具(Management Services & Utilities):例如備份還原、安全管理、叢集管理等

SQL介面(SQL Interface):用於接受客戶端傳送的各種SQL命令，並且傳回使用者需要查詢的結果。例如DML、DDL、預存程序、視圖、觸發器等。

解析器(Parser):負責將請求的SQL解析產生一個"解析樹"。然後根據一些MySQL規則進一步 檢查解析樹是否合法。

查詢優化器(Optimizer):當「解析樹」通過解析器語法檢查後，將交由優化器將其轉換成執行計 劃，然後與儲存引擎互動。

select uid,name from user where gender=1;

選取–》投影–》連接策略

1)select先根據where語句進行選取，並不是查詢出全部資料再過濾

2)select查詢根據uid和name進行屬性投影，並不是取出所有欄位

3)將前面選取和投影聯接上最終產生查詢結果

快取(Cache&Buffer): 快取機制是由一系列小型快取組成的。例如表格緩存，記錄緩存，權限緩 存，引擎緩存等。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。

三、儲存引擎層(Pluggable Storage Engines)

#儲存引擎負責MySQL中資料的儲存與擷取，與底層系統檔案互動。 MySQL儲存引擎是插件式的， 伺服器中的查詢執行引擎透過介面與儲存引擎進行通信，介面屏蔽了不同儲存引擎之間的差異 。現在有 多種儲存引擎，各有各的特點，最常見的是MyISAM和InnoDB。

四、系統檔案層(File System) 

此層負責將資料庫的資料和日誌儲存在檔案系統之上，並完成與儲存引擎的交互，是檔案的實體儲存層。主要包含日誌文件，數據文件，配置文件，pid 文件，socket 文件等。

日誌檔

錯誤日誌(Error log)

#預設開啟，show variables like '%log_error%'

通用查詢日誌( General query log)

記錄一般查詢語句，show variables like '%general%';

二進位日誌(binary log)

記錄了對MySQL資料庫執行的更改操作，並且記錄了語句的發生時間、執行時長;但是它不會記錄select、show等不修改資料庫的SQL。主要用於資料庫復原和主從複製。

show variables like '%log_bin%'; //是否開啟

show variables like '%binlog%'; //參數檢視

##show binary logs;//查看日誌檔案慢

查詢日誌(Slow query log)

記錄所有執行時間逾時的查詢SQL，預設為10秒。

show variables like '%slow_query%'; //是否開啟

show variables like '%long_query_time%'; //時長

#設定檔

用於存放MySQL所有的設定資訊文件，例如my.cnf、my.ini等。

資料檔

db.opt 檔案:記錄這個函式庫的預設使用的字元集和校驗規則。

frm 檔案:儲存與表格相關的元資料(meta)訊息，包括表格結構的定義資訊等，每一張表都會 有一個frm 檔案。

MYD 檔案:MyISAM 儲存引擎專用，存放 MyISAM 表的資料(data)，每一張表都會有一個 .MYD 檔案。

MYI 檔案:MyISAM 儲存引擎專用，存放 MyISAM 表的索引相關信息，每一張 MyISAM 表對 應一個 .MYI 檔案。

ibd檔案和 IBDATA 檔案:存放 InnoDB 的資料檔案(包括索引)。 InnoDB 儲存引擎有兩種 表空間方式:獨享表空間和共用表空間。獨享表空間使用 .ibd 檔案來存放數據，且每一張 InnoDB 表對應一個 .ibd 檔案。共享表空間使用 .ibdata 文件，所有表共同使用一個(或多 個，自行配置).ibdata 文件。

ibdata1 文件:系統表空間資料文件，儲存表元資料、Undo日誌等 。

ib_logfile0、ib_logfile1 檔案:Redo log 日誌檔。

pid 檔案

pid 檔案是 mysqld 應用程式在 Unix/Linux 環境下的一個進程文件，和許多其他 Unix/Linux 服務端程式一樣，它存放著自己的進程 id。

socket 檔案

socket 檔案也是在Unix/Linux 環境下才有的，使用者在Unix/Linux 環境下客戶端連線可以不透過TCP/IP 網路直接使用Unix Socket 來連接MySQL。

InnoDB和MyISAM

交易和外鍵

InnoDB支援交易和外鍵，具有安全性和完整性，適合大量insert或update操作 

MyISAM不支援交易和外鍵，它提供高速儲存和檢索，適合大量的select查詢操作

鎖定機制

#InnoDB支援行級鎖定，鎖定指定記錄。基於索引來加鎖實作。

MyISAM支援表級鎖，鎖定整張表。

索引結構

InnoDB使用聚集索引(叢集索引)，索引和記錄在一起存儲，既快取索引，也快取記錄。

MyISAM使用非聚集索引(非叢集索引)，索引和記錄分開。

並發處理能力

MyISAM使用表鎖，會導致寫入操作並發率低，讀取之間不會阻塞，讀寫阻塞。

InnoDB讀寫阻塞可以與隔離等級有關，可以採用多版本並發控制(MVCC)來支援高並發

儲存檔案

InnoDB表對應兩個文件，一個.frm表結構文件，一個.ibd資料檔。 InnoDB表最大支援64TB;

MyISAM表對應三個文件，一個.frm表結構文件，一個MYD表資料文件，一個.MYI索引文件。從 MySQL5.0開始預設限制是256TB。

Redo Log和Binlog區別

Redo Log是屬於InnoDB引擎功能，Binlog是屬於MySQL Server自帶功能，並且是以二進位 檔案記錄。

Redo Log屬於實體日誌，記錄此資料頁更新狀態內容，Binlog是邏輯日誌，記錄更新過程。

Redo Log日誌是循環寫，日誌空間大小是固定，Binlog是追加寫入，寫完一個寫下一個，不 會覆蓋使用。

Redo Log作為伺服器異常宕機後事務資料自動恢復使用，Binlog可以作為主從複製和資料。 Binlog沒有自動crash-safe能力。

在應用程式中可以在從庫追加多個索引來最佳化查詢，主庫這些索引可以不加，用於提升寫入效率。

讀寫分離方案

1寫後立刻讀取

在寫入資料庫後，某個時間段內讀操作就去主庫，之後讀取操作存取從庫。

2二次查詢

先去從庫讀取數據，找不到時就去主庫進行數據讀取。此操作容易將讀取壓力回饋給主庫，為了避免 惡意攻擊，建議對資料庫存取API操作進行封裝，有利於安全性和低耦合。

3根據業務特殊處理

根據業務特性和重要性進行調整，例如重要的，即時性要求高的業務資料讀寫可以放在主庫。對 於次要的業務，即時性要求不高可以進行讀寫分離，查詢時去從庫查詢。

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