1、逻辑架构与存储引擎

逻辑架构与存储引擎

Mysql逻辑架构介绍

mysql 数据库的逻辑架构以下图

mysql 的逻辑的逻辑架构大致分为四层：链接层、服务层、引擎层、存储层。下面咱们就来一一介绍这四层。

链接层

最上层是一些客户端和链接服务，包含本地socket通讯和大多数基于客户端/服务端工具实现的相似于tcp/ip的通讯。

主要完成一些相似于链接处理、受权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程池的概念，为经过认证安全接入的客户端提供线程。一样在该层上能够实现基于SSL的安全连接。服务器也会为安全接入的每一个客户端验证它所具备的操做权限。

当MySQL启动（MySQL服务器就是一个进程），等待客户端链接，每个客户端链接请求，服务器都会新建一个线程处理（若是是线程池的话，则是分配一个空的线程），每一个线程独立，拥有各自的内存处理空间，可是，若是这个请求只是查询，不要紧，可是如果修改数据，很显然，当两个线程修改同一块内存是会引起数据同步问题的。

服务层

服务层负责解析查询(编译SQL)，并对其进行优化(如调整表的读取顺序，选择合适的索引等)。对于SELECT语句，在解析查询前，服务器会先检查查询缓存，若是能在其中找到对应的查询结果，则无需再进行查询解析、优化等过程，直接返回查询结果。存储过程、触发器、视图等都在这一层实现。

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，服务器经过API与存储引擎进行通讯。不一样的存储引擎具备的功能不一样，这样咱们能够根据本身的实际须要进行选取。后面介绍MyISAM和InnoDB

存储层

数据存储层，主要是将数据存储在运行于裸设备的文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

Mysql逻辑模块组成

虽然从上图看起来 MySQL 架构很是的简单，就是简单的几部分而已，但实际上每一层中都含有各自的不少小模块，尤为是第二层服务层，结构至关复杂的。下面咱们就分别针对服务层和引擎层作一个简单的分析。咱们看下图体系结构：

1.Connectors

指的是不一样语言中与SQL的交互。

2.Management Serveices & Utilities：

系统管理和控制工具

3.Connection Pool

管理缓冲用户链接，线程处理等须要缓存的需求。

4.SQL Interface

接受用户的SQL命令，而且返回用户须要查询的结果。好比select from就是调用SQL Interface。

5 Parser

SQL命令传递到解析器的时候会被解析器验证和解析。

解析查询，建立一个内部数据结构（解析树），这个解析树主要用来SQL语句的语义与语法解析

6 Optimizer

优化SQL语句，例如重写查询，决定表的读取顺序，以及选择须要的索引等。这一阶段用户是能够查询的，查询服务器优化器是如何进行优化的，便于用户重构查询和修改相关配置，达到最优化。这一阶段还涉及到存储引擎，优化器会询问存储引擎，好比某个操做的开销信息、是否对特定索引有查询优化等。

7 Cache、Buffer

它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。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。若是查询缓存有命中的查询结果，查询语句就能够直接去查询缓存中取数据。

8 、Pluggable Storage Engines

存储引擎是数据库管理系统用来从数据库建立、读取和更新数据的软件模块。

注意：存储引擎是基于表的，而不是数据库。

Mysql的查询流程

mysql的查询流程大体是：

1）mysql客户端经过协议与mysql服务器建链接，发送查询语句，先检查查询缓存，若是命中，直接返回结果，不然进行语句解析,也就是说，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。

2）语法解析器和预处理：首先mysql经过关键字将SQL语句进行解析，并生成一颗对应的“解析树”。

• 解析器将使用mysql语法规则验证和解析查询；
• 预处理器则根据一些mysql规则进一步检查解析树是否合法。

3）查询优化器当解析树被认为是合法的了，而且由优化器将其转化成执行计划。一条查询能够有不少种执行方式，最后都返回相同的结果。优化器的做用就是找到这其中最好的执行计划。

4）而后，mysql默认使用的BTREE索引，而且一个大体方向是:不管怎么折腾sql，至少在目前来讲，mysql最多只用到表中的一个索引。

存储引擎介绍

如上图所示，mysql 中包含了许多不一样的存储引擎。在这里咱们主要介绍两个比较经常使用的存储引擎：MyISAM和InnoDB。

MylSAM

在5.5版本以前，MyISAM是MySQL的默认存储引擎，该存储引擎并发性差，不支持事务，因此使用场景比较少，主要特色为：

（1）不支持事务；
（2）不支持外键，若是强行增长外键，不会提示错误，只是外键不其做用；
（3）对数据的查询缓存只会缓存索引，不会像InnoDB同样缓存数据，并且是利用操做系统自己的缓存；
（4）默认的锁粒度为表级锁，因此并发度不好，加锁快，锁冲突较少，因此不太容易发生死锁；
（5）支持全文索引（MySQL5.6以后，InnoDB存储引擎也对全文索引作了支持），可是MySQL的全文索引基本不会使用，对于全文索引，如今有其余成熟的解决方案，好比：ElasticSearch，Solr，Sphinx等。
（6）数据库所在主机若是宕机，MyISAM的数据文件容易损坏，并且难恢复；

InnoDB

从MySQL5.5版本以后，MySQL的默认内置存储引擎已是InnoDB了，他的主要特色有：

（1）灾难恢复性比较好；
（2）支持事务。默认的事务隔离级别为可重复读，经过MVCC（并发版本控制）来实现的。
（3）使用的锁粒度为行级锁，能够支持更高的并发；
（4）支持外键；
（5）配合一些热备工具能够支持在线热备份；
（6）在InnoDB中存在着缓冲管理，经过缓冲池，将索引和数据所有缓存起来，加快查询的速度；
（7）对于InnoDB类型的表，其数据的物理组织形式是聚簇表。全部的数据按照主键来组织。数据和索引放在一块，都位于B+数的叶子节点上；

（8）InnoDB表的文件存储分为独立表空间和系统表空间，默认使用的是系统表空间

InnoDB和MyISAM的对比

对比项	MyISAM	InnoDB
外键	不支持	支持
事务	不支持	支持
锁的粒度	表锁	行锁
缓存	只缓存索引，不缓存真实数据	不只缓存索引还要缓存真实数据，对内存要求较高。
关注点	节省资源、消耗少、简单业务	并发写、事务、更大资源
查询性能	高	低，由于须要维护数据册缓存