mysql-构架原理
文章目录
前言
提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、体系构架
构架自上而下一次是网络连接层、服务层、存储引擎层和系统文件层。
1.网络连接层
通过各自的API去连接各自的语言，例如java（jdbc）、Python等
2.服务层
连接池、系统管理和控制工具、SQL接口、解析器、查询优化器、缓存
连接池：负责储存和管理客户端与数据库的连接
系统管理和控制工具：集群管理、备份恢复等
SQL接口：接受客户端的SQL命令，返回用户需要的结果
解析器：将SQL解析生成解析树，检查是否合法
查询优化器：检测合法后，将由优化器将其转化成执行计划，然后与存储引擎交付
缓存：表缓存、记录缓存、权限缓存、引擎缓存等
3.存储引擎层
负责数据存储与提取，与底层系统文件的额交互。最常见的存储引擎是MYISAM、MYSQL
4.系统文件层
负责将数据库的日志存储在文件系统上、完成和存储引擎的交互。有日志文件、数据文件、配置文件、pid文件、socket文件等
二、运行机制
1.创建连接
客户端/服务器通信协议与MySQL建立连接，通信方式是半双工。
通信机制：全双工、半双工、单工
全半工：能同时发送和接收数据，例如打电话
双半工：指的是某一时刻，要么发送数据要么接受数据，不能同时
单工：只能接收或是发送，例如单行道
2.查询缓存
如果开启了查询缓存且在查询缓存过程中查询到完全相同的SQL语句，则将查询结果直接返回给客户端；如果没有开启查询
缓存或者没有查询到完全相同的 SQL 语句则会由解析器进行语法语义解析，并生成“解析树”。
3.解析器
没有缓存就将SQL语句语法解析，生成解析树。对语法进行检查是否存在问题。
4.查询优化器
查询优化策略有以下几点：
等价变换策略、优化count、min、max等函数、提前终止查询、in的优化
等价策略：5=5 and a>5 改成 a > 5；a < b and a=5 改成b>5 and a=5；基于联合索引，调整条件位置等
优化count、min、max等函数：InnoDB引擎min函数只需要找索引最左边；InnoDB引擎max函数只需要找索引最右边；MyISAM引擎count(*)，不需要计算，直接返回
提前终止查询：使用了limit查询，获取limit所需的数据，就不在继续遍历后面数据
in的优化：使用二分查找查找数据，比如where id in (2,1,3)，变成 in (1,2,3)
5.查询执行引擎负责执行 SQL 语句
如果开启了查询缓存，先将查询结果做缓存操作，返回结果过多，采用增量模式返回
三、存储引擎
在5.5版本之前默认采用MyISAM存储引擎，从5.5开始采用InnoDB存储引擎
1.解析器 InnoDB和MyISAM对比
- 事务和外键： InnoDB支持事务和外键，安全；MYISAM不支持事务和外键
- 锁机制：INNODB支持行级锁；基于索引；MYISAM支持表级锁。锁定整张表
- 索引结构：INNODB使用聚集索引，记录和索引在一起存储；MYISAM使用非聚集索引，索引和记录分开
- 并发处理能力：INNODB读写阻塞可以与隔离级别有关，可以采用多版本并发控制支持高并发；MYISAM使用表级锁，并发处理能力差，读之间阻塞，写之间不阻塞
- 存储文件：InnoDB表对应两个文件，一个.frm表结构文件，一个.ibd数据文件； MyISAM表对应三个文件，一个.frm表结构文件，一个MYD表数据文件，一个.MYI索引文件
总结：是否需要事务？有，InnoDB；
是否存在并发修改？有，InnoDB；
是否追求快速查询，且数据修改少？
是，MyISAM在绝大多数情况下，推荐使用InnoDB
2.InnoDB存储结构
- 内部结构：Buffer pool、Change Buffer、Adaptive Hash Index 和Log Buffer四大组件。
- 磁盘结构：Tablespaces,InnoDB Data Dictionary,Doublewrite Buffer、Redo Log和Undo logs
3.InnoDB数据文件
- 分为一个ibd数据文件–>Segment（段）–>Extent（区）–>Page（页）–>Row（行）
- 页：用于存储多个Row行记录，大小为16K。包含很多种页类型，比如数据页，undo页，系
统页，事务数据页，大的BLOB对象页。 - 行，包含了记录的字段值，事务ID（Trx id）、滚动指针（Roll pointer）、字段指针（Field
pointers）等信息。
总结
对mysql构架结构以及原理进行简单的介绍。