MySQL性能调优与架构设计--MySql逻辑模块组成

总的来讲，MySQL 能够当作是二层架构，第一层咱们一般叫作SQL Layer，在MySQL 数 据库系统处理底层数据以前的全部工做都是在这一层完成的，包括权限判断，sql 解析，执 行计划优化，query cache 的处理等等；第二层就是存储引擎层，咱们一般叫作Storage Engine Layer，也就是底层数据存取操做实现部分，由多种存储引擎共同组成。因此，能够 用以下一张最简单的架构示意图来表示MySQL 的基本架构，如图2-1 所示：

                                                            图2-1

虽然从上图看起来MySQL 架构很是的简单，就是简单的两部分而已，但实际上每一层中 都含有各自的不少小模块，尤为是第一层SQL Layer，结构至关复杂的。下面咱们就分别针 对SQL Layer 和Storage Engine Layer 作一个简单的分析。

SQL Layer 中包含了多个子模块，下面我将逐个作一下简单的介绍：

一、初始化模块

顾名思议，初始化模块就是在MySQL Server 启动的时候，对整个系统作各类各样的初 始化操做，好比各类buffer，cache 结构的初始化和内存空间的申请，各类系统变量的初始 化设定，各类存储引擎的初始化设置，等等。

二、核心API

核心API 模块主要是为了提供一些须要很是高效的底层操做功能的优化实现，包括各类 底层数据结构的实现，特殊算法的实现，字符串处理，数字处理等，小文件I/O，格式化输 出，以及最重要的内存管理部分。核心API 模块的全部源代码都集中在mysys 和strings 文件夹下面，有兴趣的读者能够研究研究。

三、网络交互模块

底层网络交互模块抽象出底层网络交互所使用的接口api，实现底层网络数据的接收与 发送，以方便其余各个模块调用，以及对这一部分的维护。全部源码都在vio 文件夹下面。

四、Client & Server 交互协议模块

任何C/S 结构的软件系统，都确定会有本身独有的信息交互协议，MySQL 也不例外。MySQL 的Client & Server 交互协议模块部分，实现了客户端与MySQL 交互过程当中的全部协议。 固然这些协议都是创建在现有的OS 和网络协议之上的，如TCP/IP 以及Unix Socket。

五、用户模块

用户模块所实现的功能，主要包括用户的登陆链接权限控制和用户的受权管理。他就像 MySQL 的大门守卫同样，决定是否给来访者“开门”。

六、访问控制模块

造访客人进门了就能够想干吗就干吗么？为了安全考虑，确定不能如此随意。这时候就 须要访问控制模块实时监控客人的每个动做，给不一样的客人以不一样的权限。访问控制模块 实现的功能就是根据用户模块中各用户的受权信息，以及数据库自身特有的各类约束，来控 制用户对数据的访问。用户模块和访问控制模块二者结合起来，组成了MySQL 整个数据库系 统的权限安全管理的功能。

七、链接管理、链接线程和线程管理

链接管理模块负责监听对MySQL Server 的各类请求，接收链接请求，转发全部链接请 求到线程管理模块。每个链接上MySQL Server 的客户端请求都会被分配（或建立）一个 链接线程为其单独服务。而链接线程的主要工做就是负责MySQL Server 与客户端的通讯，

接受客户端的命令请求，传递Server 端的结果信息等。线程管理模块则负责管理维护这些 链接线程。包括线程的建立，线程的cache 等。

八、Query 解析和转发模块

在MySQL 中咱们习惯将全部Client 端发送给Server 端的命令都称为query，在MySQL  Server 里面，链接线程接收到客户端的一个Query 后，会直接将该query 传递给专门负责 将各类Query 进行分类而后转发给各个对应的处理模块，这个模块就是query 解析和转发模 块。其主要工做就是将query 语句进行语义和语法的分析，而后按照不一样的操做类型进行分 类，而后作出针对性的转发。

九、Query Cache 模块

Query Cache 模块在MySQL 中是一个很是重要的模块，他的主要功能是将客户端提交给 MySQL 的Select 类query 请求的返回结果集cache 到内存中，与该query 的一个hash 值作 一个对应。该Query 所取数据的基表发生任何数据的变化以后，MySQL 会自动使该query 的 Cache 失效。在读写比例很是高的应用系统中，Query Cache 对性能的提升是很是显著的。 固然它对内存的消耗也是很是大的。

十、Query 优化器模块

Query 优化器，顾名思义，就是优化客户端请求的query，根据客户端请求的query 语 句，和数据库中的一些统计信息，在一系列算法的基础上进行分析，得出一个最优的策略， 告诉后面的程序如何取得这个query 语句的结果。

十一、表变动管理模块

表变动管理模块主要是负责完成一些DML 和DDL 的query，如：update，delte，insert， create table，alter table 等语句的处理。

十二、表维护模块

表的状态检查，错误修复，以及优化和分析等工做都是表维护模块须要作的事情。

1三、系统状态管理模块

系统状态管理模块负责在客户端请求系统状态的时候，将各类状态数据返回给用户，像 DBA 经常使用的各类show status 命令，show variables 命令等，所获得的结果都是由这个模块 返回的。

1四、表管理器

这个模块从名字上看来很容易和上面的表变动和表维护模块相混淆，可是其功能与变动 及维护模块却彻底不一样。你们知道，每个MySQL 的表都有一个表的定义文件，也就是*.frm 文件。表管理器的工做主要就是维护这些文件，以及一个cache，该cache 中的主要内容是 各个表的结构信息。此外它还维护table 级别的锁管理。

1五、日志记录模块

日志记录模块主要负责整个系统级别的逻辑层的日志的记录，包括error log，binary  log，slow query log 等。

1六、复制模块

复制模块又可分为Master 模块和Slave 模块两部分， Master 模块主要负责在 Replication 环境中读取Master 端的binary 日志，以及与Slave 端的I/O 线程交互等工做。 Slave 模块比Master 模块所要作的事情稍多一些，在系统中主要体如今两个线程上面。一 个是负责从Master 请求和接受binary 日志，并写入本地relay log 中的I/O 线程。另一 个是负责从relay log 中读取相关日志事件，而后解析成能够在Slave 端正确执行并获得和

Master 端彻底相同的结果的命令并再交给Slave 执行的SQL 线程。

1七、存储引擎接口模块

存储引擎接口模块能够说是MySQL 数据库中最有特点的一点了。目前各类数据库产品 中，基本上只有MySQL 能够实现其底层数据存储引擎的插件式管理。这个模块实际上只是一 个抽象类，但正是由于它成功地将各类数据处理高度抽象化，才成就了今天MySQL 可插拔存 储引擎的特点。