mysql架构

MySQL架构与概念
一、MySQL的逻辑架构

 最上面不是MySQL特有的，全部基于网络的C/S的网络应用程序都应该包括链接处理、认证、安全管理等。
中间层是MySQL的核心，包括查询解析、分析、优化和缓存等。同时它还提供跨存储引擎的功能，包括存储过程、触发器和视图等。
最下面是存储引擎，它负责存取数据。服务器经过storage engine API能够和各类存储引擎进行交互。

1.一、查询优化和执行(Optimization and Execution)

MySQL 将用户的查询语句进行解析，并建立一个内部的数据结构——分析树，而后进行各类优化，例如重写查询、选择读取表的顺序，以及使用哪一个索引等。查询优化器不 关心一个表所使用的存储引擎，可是存储引擎会影响服务器如何优化查询。优化器经过存储引擎获取一些参数、某个操做的执行代价、以及统计信息等。在解析查询 以前，服务器会先访问查询缓存(query cache)——它存储SELECT语句以及相应的查询结果集。若是某个查询结果已经位于缓存中，服务器就不会再对查询进行解析、优化、以及执行。它仅仅 将缓存中的结果返回给用户便可，这将大大提升系统的性能。

 1.二、并发控制
MySQL提供两个级别的并发控制：服务器级(the server level)和存储引擎级(the storage engine level)。加锁是实现并发控制的基本方法，MySQL中锁的粒度：
(1)    表级锁：MySQL独立于存储引擎提供表锁，例如，对于ALTER TABLE语句，服务器提供表锁(table-level lock)。
(2)    行级锁：InnoDB和Falcon存储引擎提供行级锁，此外，BDB支持页级锁。InnoDB的并发控制机制，下节详细讨论。
另外，值得一提的是，MySQL的一些存储引擎（如InnoDB、BDB）除了使用封锁机制外，还同时结合MVCC机制，即多版本两阶段封锁协议(Multiversion two-phrase locking protocal)，来实现事务的并发控制，从而使得只读事务不用等待锁，提升了事务的并发性。
注：并发控制是DBMS的核心技术之一(实际上，对于OS也同样)，它对系统性能有着相当重要的影响，之后再详细讨论。

1.三、事务处理
MySQL中，InnoDB和BDB都支持事务处理。这里主要讨论InnoDB的事务处理(关于BDB的事务处理，也十分复杂，之前曾较为详细看过其源码，之后有机会再讨论)。
1.3.一、事务的ACID特性
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事务具备如下4个属性，一般简称为事务的ACID属性(Jim Gray在《事务处理：概念与技术》中对事务进行了详尽的讨论)。
(1)原子性（Atomicity）：事务是一个原子操做单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全都不执行。
(2)一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。这意味着全部相关的数据规则都必须应用于事务的修改，以保持数据的完整性；事务结束时，全部的内部数据结构（如B树索引或双向链表）也都必须是正确的。
(3)隔离性（Isolation）：数据库系统提供必定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操做影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程当中的中间状态对外部是不可见的，反之亦然。
(4)持久性（Durable）：事务完成以后，它对于数据的修改是永久性的，即便出现系统故障也可以保持。
1.3.二、事务处理带来的相关问题
因为事务的并发执行，带来如下一些著名的问题：
(1)更新丢失（Lost Update）：当两个或多个事务选择同一行，而后基于最初选定的值更新该行时，因为每一个事务都不知道其余事务的存在，就会发生丢失更新问题－－最后的更新覆盖了由其余事务所作的更新。
(2) 脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录作修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另外一个事务也来读取同一条记录，若是不加 控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此作进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫作"脏读"。
(3)不可重复读（Non-Repeatable Reads）：一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取之前读过的数据，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫作“不可重复读”。
(4)幻读（Phantom Reads）：一个事务按相同的查询条件从新读取之前检索过的数据，却发现其余事务插入了知足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”。
1.3.三、事务的隔离性
SQL2标准定义了四个隔离级别。定义语句以下：
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL
[READ UNCOMMITTED |
READ COMMITTED  |
REPEATABLE READ  |
SERIALIZABLE ]
这 与Jim Gray所提出的隔离级别有点差别。其中READ UNCOMMITTED即Jim的10（浏览）；READ COMMITTED即20，游标稳定性；REPEATABLE READ为2.99990隔离(没有幻像保护)；SERIALIZABLE隔离级别为30，彻底隔离。SQL2标准默认为彻底隔离(30)。各个级别存在 问题以下：
   

隔离级	脏读	不可重复读	幻象读
读未提交 (Read uncommitted)	可能	可能	可能
读提交 (Read committed)	不可能	可能	可能
可重复读 (Repeatable read)	不可能	不可能	可能
可串行化 (Serializable)	不可能	不可能	不可能

各 个具体数据库并不必定彻底实现了上述4个隔离级别，例如，Oracle只提供READ COMMITTED和Serializable两个标准隔离级别，另外还提供本身定义的Read only隔离级别；SQL Server除支持上述ISO/ANSI SQL92定义的4个隔离级别外，还支持一个叫作“快照”的隔离级别，但严格来讲它是一个用MVCC实现的Serializable隔离级别。MySQL 支持所有4个隔离级别，其默认级别为Repeatable read，但在具体实现时，有一些特色，好比在一些隔离级别下是采用MVCC一致性读。国产数据库DM也支持全部级别，其默认级别为READ COMMITTED。