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基礎(chǔ)架構(gòu)，宏觀理解

基礎(chǔ)架構(gòu)

要學(xué)習(xí) MySQL ，首先你要在宏觀上了解它的架構(gòu)。這樣，當(dāng)你在執(zhí)行一條命令的時候，會有一種“造物主視角”，同時，這種視角也會給你更加深刻的洞察力。在這里，我們就看一看，在你輸入一條查詢語句的時候，MySQL 中都發(fā)生了什么。

0.基礎(chǔ)架構(gòu)圖：

專欄的作者給出了 MySQL 的基本架構(gòu)示意圖：

邏輯架構(gòu)圖

大體上，MySQL 分為 Sever層 和存儲引擎層兩個部分：

• Sever層：包括連接器、查詢緩存、分析器等。它涵蓋了 MySQL 的大多數(shù)核心服務(wù)功能，以及所有的內(nèi)置函數(shù)。所有的跨存儲引擎的功能都在這一層實(shí)現(xiàn)，如：觸發(fā)器、視圖等。
• 存儲引擎層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和提取。其架構(gòu)模式是插件式的，支持多種存儲引擎?，F(xiàn)在一般默認(rèn)使用 InnoDB引擎，除此之外，還有 Memory 等引擎。
  不同引擎存取數(shù)據(jù)的方式不同，支持的功能也不同。你可以在 create table 語句中使用 engine = xxx 指定引擎。

1.連接器

• 連接器負(fù)責(zé)跟客戶端建立連接、獲取權(quán)限、維持和管理連接。

mysql -h$ip -P$port -u$user -p 

• 首先，mysql 和服務(wù)器進(jìn)行 TCP連接，握手之后，會對你對身份進(jìn)行驗(yàn)證。認(rèn)證需要用戶名和密碼。
• 如果認(rèn)證通過，連接器會到權(quán)限表中查找你擁有的權(quán)限。之后你的所有權(quán)限，都依賴于此。
• 使用 show processlist 可以查看數(shù)據(jù)庫的連接狀況。
• 客戶端如果長時間沒有動靜，連接器會自動斷開。這個時間由參數(shù) wait_timeout 控制，默認(rèn) 8 小時。
• 長連接：連接成功后，如果客戶端持續(xù)請求，則一直使用同一個連接。
• 短連接：每次執(zhí)行完很少的幾次查詢后就斷開連接。
• 推薦使用長連接。但是 MySQL 執(zhí)行中的的臨時內(nèi)存是管理在連接對象中的，所以使用長連接可能導(dǎo)致內(nèi)存占用過大。
  你可以使用兩種方法解決：定期斷開和重連；執(zhí)行較大操作后，使用 mysql_reset_connection 重新初始化連接。

2.查詢緩存

• MySQL 拿到查詢請求后，會先到緩存中查找。其邏輯和我們常說的緩存邏輯類似。
• 任何更新操作都會使緩存失效，因此緩存的命中率非常低。
• 建議你不要使用，且在 8.0 版本后直接刪除了緩存功能。

3.分析器

• 如果沒有命中緩存，就要開始執(zhí)行語句。MySQL 使用分析器對 SQL 語句進(jìn)行解析。
• 詞法分析：識別 SQL 語句中的字符串分別是什么，代表什么。
• 語法分析：依據(jù)詞法分析的結(jié)果，判斷這個 SQL 語句是否滿足 MySQL 語法。

4.優(yōu)化器

• 經(jīng)過分析器分析之后，MySQL 知道你要做什么了。但是在執(zhí)行之前，要先經(jīng)過優(yōu)化器的處理。
• 同樣一條語句可以有多種執(zhí)行方式，其效率不同，而優(yōu)化器會決定選擇使用哪個方案。例如：

mysql> select * from t1 join t2 using(ID)  where t1.c=10 and t2.d=20;

優(yōu)化器會選擇先查詢 t1 表還是 t2 表。

5.執(zhí)行器

• 通過分析器知道了做什么，通過優(yōu)化器知道了該怎么做，而執(zhí)行器會具體執(zhí)行語句。
• 首先，執(zhí)行器會做權(quán)限驗(yàn)證。
• 驗(yàn)證通過，執(zhí)行器會根據(jù)引擎的定義，使用引擎提供的接口，例如執(zhí)行下面的語句：

mysql> select * from T where ID=10;

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

在表 T 中，ID 字段沒有索引，執(zhí)行流程如下：
1.調(diào)用 InnoDB 引擎接口取這個表的第一行，判斷 ID 值是不是 10，如果不是則跳過，如果是則將這行存在結(jié)果集中；
2.調(diào)用引擎接口取“下一行”，重復(fù)相同的判斷邏輯，直到取到這個表的最后一行。
3.執(zhí)行器將上述遍歷過程中所有滿足條件的行組成的記錄集作為結(jié)果集返回給客戶端。
4.至此，這個語句就執(zhí)行完成了。

• 通過查詢?nèi)罩镜?rows_examined 字段，可以查看引擎掃描的行數(shù)（具體會有出入，以后會詳細(xì)說明）

小結(jié)

今天我們學(xué)習(xí)了 MySQL 的邏輯架構(gòu)，這可以讓你對一條 SQL 語句的執(zhí)行過程有一個初步印象。

專欄老師的思考題：
我給你留一個問題吧，如果表 T 中沒有字段 k，而你執(zhí)行了這個語句 select * from T where k=1, 那肯定是會報(bào)“不存在這個列”的錯誤： “Unknown column ‘k’ in ‘where clause’”。你覺得這個錯誤是在我們上面提到的哪個階段報(bào)出來的呢？

解答：
分析器，Oracle會在分析階段判斷語句是否正確，表是否存在，列是否存在等。MySQL也類似。

以上就是 MySQL 的基礎(chǔ)架構(gòu)，希望你能從全局思考。

注：本文章的主要內(nèi)容來自我對極客時間app的《MySQL實(shí)戰(zhàn)45將》專欄的總結(jié)，我使用了大量的原文、代碼和截圖，如果想要了解具體內(nèi)容，可以前往極客時間