一图搞懂mysql运行原理

Posted 2021-06-28 autofelix

〝 古人学问遗无力，少壮功夫老始成 〞

一图搞懂mysql运行原理，mysql是一个开源关系型数据库管理系统，很多小伙伴只会用，却不知道mysql的运行原理。没有特别幸运，那么请先特别努力，别因为懒惰而失败，还矫情地将原因归于自己倒霉。如果大家觉得文章有帮助，请给博主一波关注和评论。

目录

一、逻辑架构图

二、Connectors 

三、Management Serveices Utilities

四、Connection Pool 连接池

五、SQL Interface SQL接口

六、Parser 解析器

七、Optimizer 查询优化器

八、Cache和Buffer 查询缓存

九、存储引擎接口

十、读写锁

十一、锁粒度

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一、逻辑架构图

• 首先我们用一张图来看了解一下mysql的运行原理
• 可以清楚的看到Mysql是由连接池Connection Poo、SQL接口、解析器、优化器、缓存、存储引擎组成的

二、Connectors 

• 指的是不同语言中与SQL的交互
• 比如使用php链接mysql数据库

<?php
$pdo = new PDO('mysql:host=$host;$dbname=$dbname', $user, $password);

三、Management Serveices Utilities

• 系统管理和控制工具

四、Connection Pool 连接池

• 管理缓冲用户连接，线程处理等需要缓存的需求。
• 负责监听对 MySQL Server 的各种请求，接收连接请求，转发所有连接请求到线程管理模块。
• 每一个连接上 MySQL Server 的客户端请求都会被分配（或创建）一个连接线程为其单独服务。
• 而连接线程的主要工作就是负责 MySQL Server 与客户端的通信，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连接线程。包括线程的创建，线程的 cache 等。

五、SQL Interface SQL接口

• 接受用户的SQL命令，并且返回用户需要查询的结果。比如select from就是调用SQL Interface

select * from users where 1;

六、Parser 解析器

• SQL命令传递到解析器的时候会被解析器验证和解析。解析器是由Lex和YACC实现的，是一个很长的脚本。
• 在 MySQL中我们习惯将所有 Client 端发送给 Server 端的命令都称为 query ，在 MySQL Server 里面，连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种 Query 进行分类然后转发给各个对应的处理模块。
• 主要功能有以下两种
• 将SQL语句进行语义和语法的分析，分解成数据结构，然后按照不同的操作类型进行分类，然后做出针对性的转发到后续步骤，以后SQL语句的传递和处理就是基于这个结构的。
• 如果在分解构成中遇到错误，那么就说明这个sql语句是不合理的

七、Optimizer 查询优化器

• SQL语句在查询之前会使用查询优化器对查询进行优化。
• 就是优化客户端请求的 query（sql语句） ，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
• 他使用的是“选取-投影-联接”策略进行查询。
• 用一个例子就可以理解： select uid,name from user where gender = 1
• 这个select 查询先根据where 语句进行选取，而不是先将表全部查询出来以后再进行gender过滤
• 这个select查询先根据uid和name进行属性投影，而不是将属性全部取出以后再进行过滤
  将这两个查询条件联接起来生成最终查询结果

八、Cache和Buffer 查询缓存

• 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 做一个对应。
• 该 Query 所取数据的基表发生任何数据的变化之后， MySQL 会自动使该 query 的Cache 失效。
• 在读写比例非常高的应用系统中， Query Cache 对性能的提高是非常显著的。当然它对内存的消耗也是非常大的。
• 如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等

九、存储引擎接口

• 存储引擎接口模块可以说是 MySQL 数据库中最有特色的一点了。
• 目前各种数据库产品中，基本上只有 MySQL 可以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，但正是因为它成功地将各种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色。
• MySQL区别于其他数据库的最重要的特点就是其插件式的表存储引擎。
• MySQL插件式的存储引擎架构提供了一系列标准的管理和服务支持，这些标准与存储引擎本身无关，可能是每个数据库系统本身都必需的，如SQL分析器和优化器等，而存储引擎是底层物理结构的实现，每个存储引擎开发者都可以按照自己的意愿来进行开发。

十、读写锁

• 在处理并发读或写时，可以通过实现一个由两种类型的锁组成的锁系统来解决问题。
• 这两种类型的锁通常被称为共享锁或和排他锁，也叫读锁和写锁
• 读锁是共享的，或者说是相互不阻塞的。多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源而不相互干扰
• 写锁是排他的，一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁，
• Mysql锁的内部管理是透明的

十一、锁粒度

• 一种提高共享资源并发性的方式就是让锁定对象更有选择性。
• 尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是所有的资源。
• 更理想的方式是，只对会修改的数据片进行精确的锁定。
• 在给定的资源上，锁定的数据量越少，则系统的并发程度越高。
• 所谓的锁策略，就是在锁的开销和数据的安全性之间寻求平衡。下面将介绍两种最重要的锁策略。