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Mysql架构图解读

2024-08-13 18:44

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mysql服务端架构分为Server层和存储引擎层(可插拔式),Server层主要包含了连接器、缓存模块、分析器、优化器、执行器;可插拔的存储引擎主要有InnoDB、MyISAM、Memory。

当一个请求进入后的执行流程如下图的箭头所示:

Mysql架构图解读

一、Server层

1、连接器

连接器主要负责与Mysql客户端建立连接,权限认证,维持和管理链接。

当开始连接服务器时需要使用账号、密码登录服务器,执行命令:

mysql -h $ip -P $port -u $root -p $password

如果用户名验证不通过则会报错:Access denied for user;成功则继续调用权限表,获取用户权限信息,存储到类似本地线程变量中,后续分析器、优化器中会使用。当给当前用户权限进行修改后,自己需要重新登录才能获取新的权限信息,类似我们自己写权限相关代码时,会将权限、角色等相关信息存储到线程本地变量 ThreadLocal 中。

当与服务器建立链接后,我们可以使用 show processlist; 命令查看当前链接到服务器的客户端链接信息,如果status为sleep等状态表示处于空闲状态。记得自己刚开始开发项目时,客户端没有配置好,服务器请求量很低,特别是晚上,第二天来就会看到报错:Lost connection to MySQL server during query。就是在连接器模块报错的,服务端配置 wait_timeout 可以设置客户端再次请求时,判断是否超时,为8小时。

与服务器端的链接分为长链接和短连接。短连接本身每次都会执行TCP的三次握手和四次挥手,并且建立链接后会进行认证和权限相关的操作,我们需要防止客户端并发量递增时对服务器端的短连接风暴。现在开发项目Mysql客户端基本都基于线程池实现,线程本身是复用的长链接,长链接的弊端是会在服务端线程内部存储大量的查询缓存等信息,只有断开链接时才会释放。所以最好是使用长链接的同时,当执行了比较大的事务之后,手动断开链接,释放资源。在 5.7版本之后,mysql增加了mysql_reset_connection参数可以将链接初始化到刚刚创建链接时的状态,我们可以在长事务或者定时执行该操作。

2、缓存模块

缓存模块是一直比较弊病的模块,在 Mysql 8之后已经废弃掉了。由于查询时根据整个sql进行hash计算,我们知道hash计算哪怕原字符有一个标点不同那么hash值也完全不同,所以一定要sql一模一样才能匹配缓存。

但是整个表只要有一点修改操作就会将所有缓存进行删除,即可能费了很大的力气进行缓存,但是还没执行缓存查询就被删除了。

所以缓存只适用于配置表等基本不会变动的数据,但是个人理解,随着Redis等旁路缓存的普及,基于所有的项目都有缓存,那么数据库的缓存弊病多使用。

3、分析器(分析需要做什么)

读执行的sql进行词法和语法分析,词法分析需要解析如select是一个查询语句,查询的具体表名,查询的条件等;语法分析如 sql字符串 是否符合sql规范,是否符合Mysql 自己的sql规范等。

一般遇到的

you have an error in your SQL syntax use near...

就是在该模块报出的。

4、优化器(分析怎么做)

优化器主要负责索引的选择、多表关联时的 join 顺序,这些都具体在后面专门进行分析。

5、执行器(执行过程)

执行器负责具体调用底层的存储引擎接口,处理数据。

rows_examined调用底层引擎接口查询的条数或次数,有可能这里调用一次叠加一次,但是内部可能查询了多行数据。

二、存储引擎层

常用的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory,现在很多公司的数据库规范直接规定创建表只能使用 InnoDB,不仅仅是因为支持事务,还与运维时候的数据备份等相关。

在 Mysql 5.5后,将默认的存储引擎从 MyISAM变更为 InnoDB,只是个人还是比较喜欢或者建议在创建表时,显示设置存储引擎 engine = Innodb。

Memory引擎作为临时表的默认存储引擎,当执行复杂sql或数据量比较大需要使用临时表;或者我们自己手动基于临时表实现业务时,都会用到Memory存储引擎,所以还是需要关注的。

存储引擎需要关注具体的数据结构:

Mysql架构图解读

InnoDB只支持B+树的数据结构,而Memory引擎支持B+树和Hash索引。

B+树支持快速的读写,并且时间复杂度为O(logN),支持区间查询。

Hash索引读写的时间复杂度近似O(1),比较适合内存中使用,不支持区间查询。

三、查询流程

select name from table_1 where email = 'XXX'; // 比如该表使用 innoDB引擎

email无索引

email有索引:(之前一直以为是innoDB直接返回了所有满足条件的结果集给执行器)

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持编程网(www.lsjlt.com)。

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