一起聊聊MySQL邏輯體系架構

這篇文章為大家帶來了關於mysql中的相關知識，其中主要介紹了mysql邏輯體系架構的相關問題，大致架構分為三層，分別用於連接線程處理、包含大部分mysql核心服務和包含儲存引擎，希望對大家有幫助。

推薦學習：mysql學習教學

Mysql邏輯體系架構（大致架構分為三層）

第一層：連接執行緒處理

• 客戶端－>連線執行緒處理（連線處理，授權認證，安全性）

所包含的服務並不是mysql所獨有的技術，他們都是服務於C/S程序或這些程序所需要的（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

• 查詢快取－>解析器－>最佳化器－>執行查詢

#查詢緩存，解析，分析，優化，緩存，所有內建函數（日期，時間，數學和加密函數）同時，所有的儲存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資訊和結果數據，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，直接傳回快取中所存放的這個查詢的結果

第三層：包含儲存引擎

• 儲存引擎負責mysql中資料的儲存與擷取（和Linux下的檔案系統類似）

#每種儲存引擎都有優勢及劣勢，中間的服務層透過API和儲存引擎進行通信，這些API介面屏蔽了不同儲存引擎之間的差異，對於查詢層盡可能的透明化。

儲存引擎API包含了十幾個底層函數，如執行「 開始一個交易」 ，或取出有特定主鍵的行，但儲存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），不同儲存引擎之間也不會相互通信，而只是簡單的響應上層的伺服器請求。

Mysql邏輯體系架構—詳細介紹（分成八個步驟）

1.Connectors

• 指的是不同預言中與SQL的互動

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

2. Enterprise Management Services & Utilities

• 系統管理與控制工具

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

3. Connection Pool（連接池）

• 管理緩衝用戶連接，線程處理等需要緩存的需求。

• 負責監聽對MySQL Server的各種要求，接受連線要求，轉送所有連線要求到執行緒管理模組。

• 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，並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，線程管理模組則負責管理維護這些連接線程，包括線程的創建，執行緒的cache等等

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

4.SQL Interface（SQL介面）

• 接受使用者的SQL指令，並且傳回使用者需要查詢傳回的結果，例如select from就是呼叫SQL Interface

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

5.Parser（解析器）

• SQL指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裡面，連接線程接收到客戶端的一個Query後，會直接將query傳遞給專門負責將各種Query進行分類然後轉發給各個對應的處理模組

##主要功能：

• a. 將SQL語句進行語意與文法分析，分解成資料結構，然後依照相同的運算型別分類，做出針對性的轉寄到後續步驟，以後SQL語句的傳遞和處理就是基於這個結構的

• b. 如果在分解構成中遇到錯誤，那麼就說明這個sql語句是不合理的

Query Translation，Object Privilege

6.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，就是最佳化客戶端請求query，根據客戶端請求的query語句和資料庫中的一些統計信息，在一系列演算法基礎上進行分析，得出一個最優策略，告訴後面的程式如何取得這個query語句的結果，使用的是「選取-投影-聯接」策略查詢；
例如：select uid,name from user where gender=1;
這個查詢語句先根據where後面的語句進行選取，而不是先將表格全部查詢出來以後再進行gender過濾，然後根據uid和name進行屬性投影，而不是將所有的屬性全部取出來以後再進行過濾，最後將這兩個查詢條件聯接起來產生最終的查詢結果

Access Paths，Statistics

7.Cache 和Buffer（查詢快取）

主要功能是將客戶端提交給Mysql 的Select的類別query請求的傳回的結果集cache到記憶體中，與該query的一個hash值做一個對應，該query所取資料的基底表發生任何資料的變化之後，MySQL會自動使該query的Cache失效，在讀寫在比例非常高的應用系統中，Query Cache對效能的提升是非常顯著的，當然它對記憶體的消耗也是非常大的。
如果查詢快取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，權限快取等等

Global and Engine Specific Caches & Buffers

8.pluggable storage Engines（外掛程式儲存引擎）

• #儲存引擎介面：MySQL區別於其他資料庫的最重要的特點是其外掛程式的表格儲存引擎。

• MySQL外掛程式的儲存引擎架構提供了一系列標準的管理和服務支持，這些標準與儲存引擎本身無關，可能是每個資料庫系統都必須的，例如SQL分析器和優化器等，而儲存引擎是底層物理結構的實作。每個儲存引擎開發者都可以按照自己的意願進行開發。

9.file system

• 檔案系統，數據，日誌（redo，undo）索引，錯誤日誌，查詢記錄，慢查詢等

注意：儲存引擎是基於表格的，而不是資料庫

資料庫的工作流程

建立TCP連線－>驗證使用者－>建立執行緒解析SQL－>產生執行計畫－>開表－>搜尋buffer看所需資料頁是否被快取－>從磁碟掃描資料－>取得資料並寫入buffer pool－>傳回資料給客戶端－>關閉表格－>關閉執行緒－>關閉連線

• 最上層：客戶端連接

1.連接處理：客戶端同資料庫服務層建立TCP連接，連接管理模組會建立連接，並要求一個連接線程，如果連接池中有空閒的連接線程，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，還需要呼叫使用者模組進行授權檢查，來驗證使用者是否有權限，透過後，方才提供服務，連接執行緒開始接受並處理來自客戶端的SQL語句

• 第二層：核心服務

1.連接執行緒接收到SQL語句之後，將語句交給SQL語句解析模組進行語法和語義分析。

2.如果是查詢語句，可以先看查詢快取中是否有結果，如果有結果則直接傳回給客戶端。

3.如果查詢快取中沒有結果，則需要查詢資料庫引擎層，將SQL語句發給優化器，進行查詢的最佳化，如果是表變更，則分類交給insert，update，delete， create，alert處理模組進行處理

• 第三層：資料庫引擎層

##1.開啟表，如果需要的話取得相應的鎖。

2.先查詢快取頁中有沒有相應的數據，如果有則可以直接返回，如果沒有則從磁碟上去讀取

3.當在磁碟中找到相應的數據之後，則會載入到快取中來，從而使得後面的查詢更加的高效，由於快取有限，多採用變通的LRU表來管理快取頁，保證快取的都是經常存取的資料。

4.最後，取得資料後返回給客戶端，關閉連接，釋放連接執行緒。

FAQ分析

1.什麼是外掛程式儲存引擎

儲存引擎就是將資料對磁碟進行讀寫操作，不同的儲存引擎，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，因為存儲引擎是基於表的，所以不同的表可以有不同的儲存引擎，允許將儲存引擎載入到正在運行的MySQL伺服器中，這就是插件式儲存引擎

#2.什麼是LRU快取

一種快取淘汰機制策略演算法，因為快取的記憶體總是有限的，所以快取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資料都是有用的，很久都沒用過的資料應該就是無用的，記憶體滿了就優先刪除那些最近很久沒用過的資料

• 在JVM中Ehcache的快取策略包含

1. #LRU - least recently used（最近最少使用）

2. LFU - least frequently used（最不常使用）

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

推薦學習：mysql教學

#

以上是一起聊聊MySQL邏輯體系架構的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！