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MySQL邏輯架構是什么

發布時間:2021-08-13 15:32:35 來源:億速云 閱讀:168 作者:Leah 欄目:數據庫

MySQL邏輯架構是什么,針對這個問題,這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答,希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

邏輯架構圖:

MySQL邏輯架構是什么

我們把上面的圖簡化一下,就有了如下所示的MySQL簡易的邏輯架構,稍后我們會詳細分析每一個組件。

MySQL邏輯架構是什么

MySQL從整體上可以分為Server層和存儲引擎層。

Server層

大多數的MySQL的核心服務功能都是在Server層,它包括連接器、查詢緩存、解析器、優化器、執行器。

Server層涵蓋了MySQL的大部分功能,包括查詢解析、分析、優化、緩存以及所有的內置函數(例如:日期、時間、數學和加密函數),所有跨存儲引擎的功能都在這一層實現:存儲過程、觸發器、視圖等。

連接器

每個客戶端連接都會在服務器進程中擁有一個線程,這個連接的查詢只會在這個單獨的線程中執行。

當客戶端應用連接到MySQL服務器時,首先接待它的就是連接器。連接器負責跟客戶端建立連接、獲取權限、維持和管理連接。

連接MySQL服務器的命令:

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

輸完命令之后,會提示我們輸入密碼,也可以將密碼寫在-p后面,但是這樣會存在密碼泄漏的風險。

如果根據我們輸入的用戶名和密碼無法連接到服務器,我們能看到如下的報錯:

[root@codegirl ~]# mysql -hlocalhost -P3306 -uroot -p Enter password:  ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: YES)

這個報錯信息就是連接器返回的。

所以當我們通過客戶端命令mysql與服務器建立連接時,連接器做了兩件事情:

  • 認證用戶名和密碼,如果認證失敗,我們就收到了上述1045的異常,客戶端程序就結束了執行。如果認證成功,客戶端就與服務器建立了連接。

  • 連接成功之后,連接器會繼續驗證用戶的權限,比如我們有哪些表的查詢權限,哪些表的修改權限,或者是授權權限。之后這個連接中的權限判斷邏輯,都是基于此時讀到的權限。所以如果修改了權限,一定要記得重新連接!

連接器的連接又分為長連接和短連接。

長連接:連接成功后,如果客戶端持續有請求,則一直使用通過一個連接。

短連接:每次執行完很少的幾次查詢就斷開連接,下次查詢再重新建立一個連接。

建立連接的過程比較復雜,現在絕大部分的服務都是使用的長連接。

如果建立連接之后,客戶端一直沒有請求,這個時候連接就會斷開。這個時間由參數wait_timeout控制,默認為8小時。

查看MySQL的連接時間設置:

mysql> show variables like 'wait_timeout%';

超時時間的設置單位為秒,28800/60/60 = 8h;

MySQL邏輯架構是什么

查詢緩存

建立連接之后,我們就可以執行sql語句了。

select查詢語句:

mysql> select * from user where id = 1;

它不是直接去查詢表里的數據,而是先查詢緩存,如果緩存中存在則直接返回緩存中的數據,緩存中不存在再去表里查詢數據,然后將查詢到的結果添加到緩存里。

這個邏輯就像是我們為了減輕數據庫的壓力加了Redis緩存一樣。如果緩存存在,就不需要后面的解析和執行步驟,效率會大大提高。

MySQL緩存的數據是以key-value的形式存在的,key就是我們的查詢sql語句,value就是這個sql語句對應的查詢結果。

那這個時候我們不禁會想,數據庫的數據如果經常變更是不是緩存需要及時失效,這樣在下次查詢的時候我們就可以獲取到最新的數據了。

是的,MySQL只要表的數據或者表結構有變化,這張表的所有緩存都會失效。所以如果是一張經常涉及到增刪改的表,緩存并沒有太多實際的意義,可能剛加了緩存接下來就更新了,費了老大勁加的緩存又失效了。但是如果我們的表是系統配置這類的靜態表,緩存就能起到作用。

在開發中,如果我們測試某個sql的執行時間,首先要確定緩存是否可用。查詢緩存是否可用的命令:

mysql> show variables like '%have_query_cache%';

緩存是默認可用的:

MySQL邏輯架構是什么

修改緩存的配置,我們可以修改MySQL的配置文件:/etc/my.cnf,添加配置:query_cache_type=0;

其中可選項為:0、1、2;0代表不使用緩存,1代表使用緩存,2代表根據需要使用。

也可以使用命令:

mysql> set global query_cache_type = 0;

查看緩存是否開啟:

mysql> select @@query_cache_type;

 MySQL邏輯架構是什么

如果關閉緩存之后,某些sql語句我們希望能使用緩存,我們可以通過SQL_CACHE顯式的指定sql使用緩存。

mysql> select SQL_CACHE * from user;

MySQL8.0版本已經完全把緩存刪除了,對于緩存這一組件我們只需了解。在使用不同版本的MySQL時需要注意緩存對性能的影響。

解析器

開始真正執行sql語句時,解析器會先分析我們輸入的sql語句,MySQL解析器將sql語句解析成內部數據結構(解析樹),然后優化器就可以對其優化。

我們給解析器的sql語句是字符串和空格組成的,解析器第一步是解析出來字符串,識別出里面的每個字符串代表的意思。

解析器會識別sql關鍵字,從而知道我們是在查詢還是更新。解析器將字符串'user'識別為表名字,把字符串'id'識別為列。解析器識別了字符串之后,就開始校驗我們給的字符串是否符合語法規范。

解析器會驗證語法,還會根據解析到的表和列驗證表和列是否存在。

如果表或者列不存在,或者語法有問題,我們可以收到錯誤信息。

  1. mysql> select * from aa where id =1; 

  2. ERROR 1146 (42S02): Table 'test.aa' doesn't exist 


mysql> select * fromuser where id=1; ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'fromuser where id=1' at line 1

 優化器

經過解析器處理,得到了解析樹。這個時候MySQL已經明確知道自己要做什么了,但是在開始執行之前還會對sql進行優化。

優化器對sql語句的優化包括:重寫查詢、決定表的讀寫順序、選擇合適的索引等。

優化器涉及的內容比較多,我們先對它有個初步印象,后續我們再詳細了解它。

經過優化器之后,sql語句的執行方案就已經確定了,解析來就進入執行器開始執行了。

執行器

執行器執行sql語句的時候,會先驗證是否有對這個表的權限,如果沒有權限就會返回沒有權限的錯誤信息。如果有權限,則會打開表繼續執行。打開表的時候,執行器就會根據表的執行引擎,去使用執行引擎提供的接口。

存儲引擎

存儲引擎層負責數據的存儲和提取。存儲引擎是插件式的,支持InnoDB、MyISAM、Memory等多種存儲引擎,MySQL也提供了一些第三方的存儲引擎,這種插件式的結構設計,使得不同的公司可以根據自己的需求選擇不同的引擎。

現在最常用的存儲引擎是InnoDB,它是MySQL5.5.5版本之后默認的存儲引擎,如果我們在建表時不指定存儲引擎類型,默認使用的就是InnoDB。

不同的存儲引擎是公用Server層的,區分Server層和引擎層的功能對于后面我們學習鎖和事務比較重要。

不同的引擎保存數據和索引的方式是不相同的,但是表的定義是MySQL服務層負責的,這個是一致的。

今天我們只分析兩種常見的存儲引擎InnoDB和MyISAM,其他的引擎小伙伴感興趣可以查看相關文檔。

InnoDB

我們先看一下'user'表的信息 ,它的存儲引擎是InnoDB。

mysql> show table status like 'user' \G *************************** 1. row ***************************            Name: user  #表名          Engine: InnoDB #存儲引擎類型         Version: 10       Row_format: Dynamic #行的格式,如果表中包含了可變長度的字段比如Varchar,那么就是Dynamic            Rows: 0  #行數,對于InnoDB引擎來說,這是預估值  Avg_row_length: 0 #平均每行包含的字節數     Data_length: 16384 #表數據的大小(字節) Max_data_length: 0 #表數據的最大容量,和引擎有關    Index_length: 0 #所以的大小(字節)       Data_free: 0   Auto_increment: NULL #下一個自增長的值     Create_time: 2021-02-16 14:24:46      Update_time: NULL      Check_time: NULL       Collation: utf8_general_ci #默認字符集        Checksum: NULL  Create_options:          Comment:  1 row in set (0.00 sec)

InnoDB的數據存儲在表空間中,它將每個表的數據和索引存放在單獨的文件中。‘user’表在磁盤上有兩個數據文件:

MySQL邏輯架構是什么

.frm文件:表示表的定義,由MySQL的server層定義。

.ibd文件:數據和索引文件。

InnoDB采用的是MVCC多版本控制來支持高并發。并且它實現了四個標準的事務隔離級別,其默認的隔離級別是可重復讀。它支持行鎖,并且通過間隙鎖策略防止幻讀的出現。

InnoDB是基于聚簇索引建立的,對基于主鍵的查詢有很高的性能。

MyISAM

我們先看一下'user_isam'表的信息 ,它的存儲引擎為MyISAM。

mysql> show table status like 'user_isam' \G *************************** 1. row ***************************            Name: user_isam          Engine: MyISAM         Version: 10      Row_format: Dynamic            Rows: 0  Avg_row_length: 0     Data_length: 0 Max_data_length: 281474976710655    Index_length: 1024       Data_free: 0  Auto_increment: NULL     Create_time: 2021-02-16 16:36:25     Update_time: 2021-02-16 16:36:25      Check_time: NULL       Collation: utf8_general_ci        Checksum: NULL  Create_options:          Comment:  1 row in set (0.00 sec)

MyISAM會將表存儲在兩個文件中:數據文件和索引文件。

MySQL邏輯架構是什么

.frm文件:表示表的定義,由MySQL的server層定義。

.MYD文件:表示數據文件。

.MYI文件:表示索引文件。

MyISAM提供了很多特性,但是它不支持事務和行鎖,它是對整張表加鎖,而且崩潰后無法安全恢復,這也是它被InnoDB取代的原因。

關于MySQL邏輯架構是什么問題的解答就分享到這里了,希望以上內容可以對大家有一定的幫助,如果你還有很多疑惑沒有解開,可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。

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