高性能mysql 第1章 mysql架构与历史

Posted 2020-09-21 张小贱1987

 

mysql逻辑架构图：

 

第一层 客户端

第二层（服务层）：针对所有类型的存储引擎可以公共提取的部分。将存储引擎抽离之后的其他部分都在这里。如：查询解析，分析优化，内置函数，存储过程，触发器，视图。

第三层（存储引擎层）：存储引擎负责mysql数据的存储和提取。服务器通过API与存储引擎进行通信。这些API屏蔽了不同存储引擎的具体实现差异。存储引擎API包含"开始一个事务"，"根据主键获取一行数据"等操作。存储引擎本身不会去解析sql。

注：mongdb也有存储引擎。

 

数据库通过读锁和写锁，又叫共享锁和排它锁，来控制并发事务。

关于锁粒度，mysql交给存储引擎自己去管理，每种存储引擎可以实现自己的锁粒度和锁策略。

不同的锁策略，会带来不同的效果，表锁开销最小，但是并发最差。行级锁并发性能最好，但是开销最大。

尽管锁策略在存储引擎上管理，但是在执行alter table这种操作的时候，服务层会直接使用表所，而忽视存储引擎层的锁机制。

 

隔离级别：

mysql支持四中隔离级别：

• read uncommitted：未提交读
• read commited 提交读（Oracle的默认隔离级别）
• repeatable read 可重复读（mysql的默认隔离级别）
• serializable 串行化

 

注：可重复读解决了不可重复读的问题（同一个数据在两次读取的时候结果不一样）。串行化解决了幻读的问题（两次执行同一个where语句结果什么结果条数不一致）。

疑惑：关于序列化，书上说mysql对每一行读的数据都加锁。如果这样做的话，肯定能保证可重复读，但是怎么保证幻读呢，因为对读取的数据进行加锁是不能阻塞insert操作的呢。

 

 

死锁：关于死锁的原因，一种是业务场景的操作导致，另外一些，是存储引擎的实现方式导致的。

innodb能够识别到死锁现象，并回滚持有最少排它锁的事务。

 

事务日志：

事务日志可以提高事务的效率，mysql在update表的时候只需要修改内存中的数据，然后将修改行为记录在硬盘的事务日志中，这个事务的过程就算完了。不需要等待硬盘中的数据文件被update才返回。事务日志是硬盘上的一段顺序存储空间，可不是随机的磁盘存储，每次add都是采取追加的方式，事务日志中的内容会持久化到硬盘数据文件中。这种方式叫做预写式日志，需要写两次硬盘。

如果出现断电，在重启后，可以通过事务日志恢复数据。

注：Mongodb最新的WiredTiger存储引擎也有类似事务日志的概念，不过不叫事务日志，叫做预写日志（WAL: Write-Ahead Logging），因为mongdb没有事务么。

 

书上说，如果是会导致大量数据改变的DDL语句，如alter table操作，会触发事务的commit操作。另外，lock table操作或者其他语句也会导致commit。有哪些语句需要查阅mysql的官方文档。

注：这点和oracle不一样，oracle的所有DDL操作都会触发commit操作。

 

如果在一个事务中混合使用了事务性和非事务性的表（如Innodb和MyISAM表），在回滚的过程中，将无法回滚非事务性的表。而且mysql不会抛出错误，直接忽略了非事务性的表的回滚操作。

 

Innodb采用两阶段锁定协议。

 

mvcc：多版本并发控制

不仅mysql，大部分的数据库，如ORACLE都实现了mvcc。mvcc是行级锁的一个变种，因为它在大多数的情况下，避免了行级锁，虽然实现机制有所不同，但都大多实现了非阻塞的读操作。不论执行多长的sql，通过时间点上的快照，可以保证读取数据的一致性。

mysql的innodb的mvcc，简单的理解，可以说是在每一行加了隐藏的两列，开始时间和结束时间。当然存储的不是时间，而是系统的版本号。

mvcc只在repeatable read和read commited两个隔离级别下生效。因为另外两个隔离级别根本不需要它。

 

innodb的行为是非常复杂的，不容易理解，如果使用innodb引擎，笔者强烈建议阅读官方手册中"innodb实物模型和锁"一节。如果应用程序是基于innodb构建，那么了解一下innodb的mvcc架构带来的一些微妙和细节之处是非常有必要的。存储引擎为所有用户甚至包括修改数据的用户维持一致性视图，是非常复杂的工作。

在mysql 5.1之前的版本，MyISAM是默认的搜索引擎。它不支持事务和行级锁。

 

mysql5.5是oracle收购mysql之后的第一个版本（上一个版本就是5.1 没有 5.2 5.3之类的），它的默认存储引擎是innodb。

 

以下来自网络：

两种存储引擎的大致区别表现在：
1）InnoDB支持事务，MyISAM不支持，这一点是非常之重要。事务是一种高级的处理方式，如在一些列增删改中只要哪个出错还可以回滚还原，而MyISAM就不可以了。
2）MyISAM适合查询以及插入为主的应用，InnoDB适合频繁修改以及涉及到安全性较高的应用
3）InnoDB支持外键，MyISAM不支持
4）从MySQL5.5.5以后，InnoDB是默认引擎
5）InnoDB不支持FULLTEXT类型的索引
6）InnoDB中不保存表的行数，如select count(*) from table时，InnoDB需要扫描一遍整个表来计算有多少行，但是MyISAM只要简单的读出保存好的行数即可。注意的是，当count(*)语句包含where条件时MyISAM也需要扫描整个表
7）对于自增长的字段，InnoDB中必须包含只有该字段的索引，但是在MyISAM表中可以和其他字段一起建立联合索引
8）清空整个表时，InnoDB是一行一行的删除，效率非常慢。MyISAM则会重建表
9）InnoDB支持行锁（某些情况下还是锁整表，如 update table set a=1 where user like \'%lee%\'

关于MyISAM与InnoDB选择使用：
MYISAM和INNODB是Mysql数据库提供的两种存储引擎。两者的优劣可谓是各有千秋。INNODB会支持一些关系数据库的高级功能，如事务功能和行级锁，MYISAM不支持。MYISAM的性能更优，占用的存储空间少。所以，选择何种存储引擎，视具体应用而定：
1）如果你的应用程序一定要使用事务，毫无疑问你要选择INNODB引擎。但要注意，INNODB的行级锁是有条件的。InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，这一点MySQL与Oracle不同，后者是通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁。
2）如果你的应用程序对查询性能要求较高，就要使用MYISAM了。MYISAM索引和数据是分开的，而且其索引是压缩的，可以更好地利用内存。所以它的查询性能明显优于INNODB。压缩后的索引也能节约一些磁盘空间。MYISAM拥有全文索引的功能，这可以极大地优化LIKE查询的效率。

 

关于Mysql数据库默认的存储引擎：
MyISAM和InnoDB是MySQL的两种存储引擎。
如果是默认安装，那就应该是InnoDB，你可以在my.cnf文件中找到default-storage-engine=INNODB；
当然你可以在建表时指定相应的存储引擎。

基本的差别为：
MyISAM类型不支持事务处理等高级处理，而InnoDB类型支持。
MyISAM类型的表强调的是性能，其执行数度比InnoDB类型更快，但是不提供事务支持，而InnoDB提供事务支持已经外部键等高级数据库功能。

 

因为我接触的系统都是事务性的，所以肯定要用InnoDB，虽然可以同时使用MyISAM和InnoDB，但是我不建议这么做。随着mysql的发展，InnoDB的性能会慢慢得到提升，作为默认的存储引擎，肯定是mysql开发的重心。一些功能也会越来越稳定。如果没有必要，不建议为了强调未出现的性能问题使用MyISAM。

 

 

关于存储引擎的接口：

官方网站了翻了好久，试图找到mysql存储引擎和应用层的交互接口（在读取数据的过程中）有哪些，可以没有找到。网上找了好久，也没有找到，只知道有这几个，以后再慢慢补充吧：

　　使用索引读取行。

　　给定索引区间范围读取行。

　　传递索引区间范围获取这个区间的数据条数。

　　获取一个索引相关信息，如基数等。