[MySQL实战-Mysql基础篇]-mysql架构

1.基本组成

下面是mysql的基本架构示意图

图一

图二

我们可以从图上看出，mysql大体分为两个部分，一个是server层，另一个是引擎层。

server层中包含了连接器、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，以及所有的内置函数（如时间、日期、数学、加密等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。

而存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持InnoDB，MyISAM、Memory等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB，它从Mysql5.5.5版本成为了默认的存储引擎。

也就是说如果我们建表的时候不指定存储引擎，默认就是InnoDB，如果不想使用InnoDB，也可以通过 ENGINE=MEMORY 指定存储引擎。不同的存储引擎共用一个Server 层

这里我们再看一个更细致的图：在这个图中，我们主要关注server层

图三

连接器

图二中的Connection Pool即对应图一中的连接器，负责权限验证、线程重用、连接限制、内存检查、缓存等。

连接器是如何起作用的呢？

我们一般与mysql交互的时候，都是会先连接到数据库上，这个时候处理的就是连接器。连接命令一般是： mysql -h$ip -P$port -u$user -p

连接成功后，我们可以使用： show processlist 来看下执行的线程（如果是super权限，看到所有的线程，否则只看到自己的）

数据库里面，长连接是指连接成功之后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。短连接则是指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。

那么多次建立连接有什么坏处呢？

　　一般来说我们jdbc连接mysql默认使用的连接协议是tcp，我们也都知道tcp建立及释放连接会经过经典的3次握手、四次分手如下图图三，也就是一次建立与释放连接需要耗费资源的，所以一般来说会建议使用长连接。

图四

那么长连接就一定是好的吗？

　　也不尽然，其实我们有时候可以发现若是全部使用长连接的话，有时候mysql占用内存涨的特别快，这是因为mysql在执行过程中使用的临时内存是管理在连接对象里面的。这些资源在连接断开的时候才会释放。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），从现象看就是MYSQL异常重启了。

　　如何解决长连接的问题呢？

　　　1.定时断开长连接

　　　2.mysql 5.7及以上版本通过执行 mysql_reset_connection为初始化连接资源，这个方法并不会释放连接，参考：https://www.docs4dev.com/docs/zh/mysql/5.7/reference/mysql-reset-connection.html#mysql-reset-connection

查询缓存

　　如果是select请求的话，缓存这里会有一个key-value对的形式，key是执行的语句，value是执行出来的结果，被直接缓存到客户端。但是大多数情况下不太建议不使用查询缓存，因为查询缓存往往弊大于利。当我们做一个更新或者插入数据操作时，关于这个表的查询缓存都会被更新掉。所以查询缓存一般应用在不太使用在更新量比较多的业务中。你可以通过这句话判断是否开启缓存： show variables like '%query_cache%'; query_cache_type 为 ON 是开启缓存

需要注意的是，MySQL 8.0 版本直接将查询缓存的整块功能了。

分析器（解析器）

　　MYSQL服务中的分析器主要包含两个部分：词法分析和语法分析

　　　　1.词法分析在这一步，需要把一条sql语句进行分词，分词的本质便是正则表达式的匹配过程，比较流行的分词工具应该是lex，通过简单的规则制定，来实现分词。Lex一般和yacc结合使用。参考：https://www.cnblogs.com/bigshuai/articles/2363531.html

　　　　还判断了识别出来的表名是否存在，列名是否存在

　　　　2.语法分析：在这一步校验了sql语句的命令是否使用错误的关键字，或者使用关键字的顺序是否正确，比如 select 就不可以写成 elect

　　然后会生成解析树，预处理则根据一些MySQL规则进一步检查解析树是否合法，例如，这里将检查数据表和数据列是否存在，还会解析名字和别名，看看它们是否有歧义。

预处理：预处理器根据一些Mysql规则进一步检查解析树是否合法，如数据表和数据列是否存在，解析列名和别名，是否有歧义。接下来预处理器会验证用户权限(precheck)。查看用户是否有相应的操作权限。

优化器

　　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，将SQL语句转化成执行计划，一条查询可以有很多种执行方式，最后都返回相同的结果，最后找到其中最好的执行计划（Mysql使用基于成本的优化器，它将尝试预测一个查询使用某种执行计划的成本，选择其中成本最小的一个）。

执行器

　　1.进入执行器之后，会首先进行权限判断，如果这个账号没有对应的权限，则报错。那我们会想，如果是查询语句直接查询缓存呢？执行过程也会在返回查询结果之前去做权限验证。

　　　优化器已经把sql转换为对应的执行计划，在这里会根据执行计划逐步执行。

mysql> select * from T where ID=10;

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

　　　　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。

　　　　　　4、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

　　　　数据库的慢查询日志中看到一个 rows_examined 的字段，表示这个语句执行程序中扫描了多少行。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

执行完一条sql之后，如果是查询语句，而且缓存开启，则会把结果放入到查询缓存中。

参考文章：

https://www.jb51.net/article/156752.htm

https://www.cnblogs.com/endige/archive/2012/04/11/2442534.html

https://www.cnblogs.com/renyuan/archive/2013/01/19/2867720.html

https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891

https://www.cnblogs.com/jw-yahui/articles/10769563.html