温故知新-Mysql的体系结构概览&sql优化步骤

文章目录

• Mysql的体系结构概览
• 连接层
• 服务层
• 引擎层
• 存储层
• 存储引擎
• 存储引擎概述
• 存储引擎特性
• InnoDB
• MyISAM
• MEMORY
• MERGE
• 存储引擎的选择
• 优化SQL步骤
• 定位低效率执行SQL
• explain分析执行计划
• id
• select_type
• select_type
• type
• key & key_len
• rows
• extra
• 合理的使用索引
• 避免索引失效
• 你的鼓励也是我创作的动力

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Mysql的体系结构概览

整个MySQL Server由以下组成

• Connection Pool : 连接池组件
• Management Services & Utilities : 管理服务和工具组件
• SQL Interface : SQL接口组件
• Parser : 查询分析器组件
• Optimizer : 优化器组件
• Caches & Buffers : 缓冲池组件
• Pluggable Storage Engines : 存储引擎
• File System : 文件系统

连接层

最上层是一些客户端和链接服务，包含本地sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于 TCP/IP的通信。主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限

服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如 过程、函数等。在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序，是否利用索引等， 最后生成相应的执行操作。如果是select语句，服务器还会查询内部的缓存，如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

引擎层

存储引擎层， 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。

存储层

数据存储层， 主要是将数据存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

和其他数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要体现在存储引擎上，插件式的存储引擎架构，将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

存储引擎

存储引擎概述

• 和大多数的数据库不同, MySQL中有一个存储引擎的概念, 针对不同的存储需求可以选择最优的存储引擎。存储引擎就是存储数据，建立索引，更新查询数据等等技术的实现方式 。存储引擎是基于表的，而不是基于库的。所以存储引擎也可被称为表类型。
• Oracle，SqlServer等数据库只有一种存储引擎。MySQL提供了插件式的存储引擎架构。所以MySQL存在多种存储引擎，可以根据需要使用相应引擎，或者编写存储引擎。
• MySQL5.0支持的存储引擎包含 ： InnoDB 、MyISAM 、BDB、MEMORY、MERGE、EXAMPLE、NDB Cluster、
  
  ARCHIVE、CSV、BLACKHOLE、FEDERATED等，其中InnoDB和BDB提供事务安全表，其他存储引擎是非事务安
  
  全表。

可以通过指定 show engines ， 来查询当前数据库支持的存储引擎 ：

存储引擎特性

InnoDB

InnoDB存储引擎是Mysql的默认存储引擎。InnoDB存储引擎提供了具有提交、回滚、崩溃恢复能力的事务安全。

但是对比MyISAM的存储引擎，InnoDB写的处理效率差一些，并且会占用更多的磁盘空间以保留数据和索引。

InnoDB存储引擎不同于其他存储引擎的特点 ：

• 事务控制
• 外键约束
• 存储方式
  

  InnoDB 存储表和索引有以下两种方式 ：
  
  ①. 使用共享表空间存储， 这种方式创建的表的表结构保存在.frm文件中， 数据和索引保存在
  
  innodb_data_home_dir 和 innodb_data_file_path定义的表空间中，可以是多个文件。
  
  ②. 使用多表空间存储， 这种方式创建的表的表结构仍然存在 .frm 文件中，但是每个表的数据和索引单独保存在
  
  .ibd 中

MyISAM

MyISAM 不支持事务、也不支持外键，其优势是访问的速度快，对事务的完整性没有要求或者以SELECT、INSERT

为主的应用基本上都可以使用这个引擎来创建表 。

MEMORY

• 基本上不用；

MERGE

• 基本上不用；

存储引擎的选择

在选择存储引擎时，应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统，还可以根据实际情况选

择多种存储引擎进行组合。以下是几种常用的存储引擎的使用环境。

• InnoDB : 是Mysql的默认存储引擎，用于事务处理应用程序，支持外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询意外，还包含很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。InnoDB存储引擎除了有效的降低由于删除和更新导致的锁定， 还可以确保事务的完整提交和回滚，对于类似于计费系统或者财务系统等对数据准确性要求比较高的系统，InnoDB是最合适的选择。
• MyISAM ： 如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。

优化SQL步骤

定位低效率执行SQL

show processlist : 慢查询日志在查询结束以后才纪录，所以在应用反映执行效率出现问题的时候查询慢查询日志并不能定位问题，可以使用show processlist命令查看当前MySQL在进行的线程，包括线程的状态、是否锁表等，可以实时地查看 SQL 的执行情况，同时对一些锁表操作进行优化。

explain分析执行计划

• 通过以上步骤查询到效率低的 SQL 语句后，可以通过 EXPLAIN或者 DESC命令获取 MySQL如何执行 SELECT 语句的信息，包括在 SELECT 语句执行过程中表如何连接和连接的顺序
• eg: EXPLAIN SELECT * FROM t_note_info WHERE content_id = 350419
  
  
  
  

id

id 字段是 select查询的序列号，是一组数字，表示的是查询中执行select子句或者是操作表的顺序。id 情况有三种

• id 相同表示加载表的顺序是从上到下。
• id 不同id值越大，优先级越高，越先被执行。
• id 有相同，也有不同，同时存在。id相同的可以认为是一组，从上往下顺序执行；在所有的组中，id的值越大，优先级越高，越先执行。

select_type

• 表示 SELECT 的类型，常见的取值，如下表所示：
  
  

select_type

• 展示这一行的数据是关于哪一张表的

type

• type 显示的是访问类型，是较为重要的一个指标，可取值为：
• 需要保证查询至少达到 range 级别， 最好达到ref 。
  
  

key & key_len

• possible_keys : 显示可能应用在这张表的索引， 一个或多个。
• key ： 实际使用的索引， 如果为NULL， 则没有使用索引。
• key_len : 表示索引中使用的字节数， 该值为索引字段最大可能长度，并非实际使用长度，在不损失精确性的前
  
  提下， 长度越短越好 。

rows

• 扫描行的数量。

extra

• 其他的额外的执行计划信息，在该列展示 。
  
  

合理的使用索引

• 索引是数据库优化最常用也是最重要的手段之一, 通过索引通常可以帮助用户解决大多数的MySQL的性能优化问题。

避免索引失效

• 最左前缀法则

  如果符合最左法则，但是出现跳跃某一列，只有最左列索引生效：

• 范围查询右边的列，不能使用索引

• 不要在索引列上进行运算操作，索引将失效

• 字符串不加单引号，造成索引失效

  在查询时如果没有对字符串加单引号，MySQL的查询优化器，会自动的进行类型转换，造成索引失效。

• 尽量使用覆盖索引，避免select *

  即：只访问索引的查询（索引列完全包含查询列）），减少select * ，在上一篇中我们页提到原因快速理解-mysql索引结构&页&聚集索引&非聚集索
  
  InnoDB主键索引的叶子节点存放的是整行数据，非主键索引的叶子节点存放的是主键的值，SQL只需要通过索引就可以返回查询所需要的数据，而不必通过二级索引查到主键之后再去查询数据。
  
  当然在执行计划中的体现在extra字短中：
  
  using index ：使用覆盖索引的时候就会出现
  
  using where：在查找使用索引的情况下，需要回表去查询所需的数据
  
  using index condition：查找使用了索引，但是需要回表查询数据
  
  using index ; using where：查找使用了索引，但是需要的数据都在索引列中能找到，所以不需要回表查询数据

• 用or分割开的条件， 如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引都不会被用到。

• 以%开头的Like模糊查询，索引失效。

如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效。如果是头部模糊匹配，索引失效。

可以通过覆盖索引来解决，但最好不要这么做

• 如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。
• is NULL ， is NOT NULL 有时索引失效
• in 走索引， not in 索引失效
• 尽量使用复合索引，而少使用单列索引

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