MySql-体系结构以及各种文件类型

Posted 2020-07-12 alexdamiao

MySql体系结构

由数据库和数据库实例组成，是单进场多线程架构。

数据库：物理操作系统文件或者其它文件的集合，数据库文件可以是frm、myd、myi、ibd等结尾的文件。当使用ndb存储引擎时候，不是os文件，是存放于内存中的文件。
数据库实例：由数据库后台进程/线程以及一个共享内存区组成，共享内存可以被运行的后台进程/线程所共享。

MySql文件类型
mysql主要文件类型有如下几种：
参数文件：mysql实例启动的时候在哪里可以找到数据库文件，并且指定某些初始化参数，这些参数定义了某种内存结构的大小等设置，还介绍了参数类型以及定义作用域。
日志文件：记录mysql对某种条件做出响应时候写入的文件。
Socket文件：当用linux的mysql命令行窗口登录的时候需要的文件
Pid文件：mysql实例的进程文件
Mysql表结构文件：存放mysql表结构定义文件
存储引擎文件：记录存储引擎信息的文件。

参数文件my.cnf
Mysql实例启动时，会先读取配置参数文件my.cnf
寻找my.cnf位置
（1）：默认情况： mysql–help|grep my.cnf
（2）：后台进程去找：ps–eaf|grep mysql
（3）：全局搜索：find /-name my.cnf
可以用vi直接维护修改里面的参数值
（1）dynamic ：可以通过set进行实时修改
（2）static，只能在my.cnf里面修改，需要restart生效

Mysql参数文件中的参数可以分为2种类型：动态（dynamic）参数和静态参数（staitic）
动态参数意味着可以在mysql实例运行中进行修改，set global sort_buffer_size=32999999;修改后，别的connection重新进行连接就可以生效了。
生效范围分为：global和session。

静态的说明在整个mysql实例运行期间不得进行修改，就类似一个只读的read only

日志文件
日志文件记录了影响mysql数据库的各种类型活动，常见的日志文件有错误日志、二进制日志、慢查询日志、全查询日志、redo日志、undo日志

错误日志
错误日志对mysql的启动、运行、关闭过程进行了记录，mysql dba在遇到问题时候，第一时间应该查看这个错误日志文件，该文件不但记录了出错信息，还记录了一些警告信息以及正确信息，这个error日志文件类似于oracle的alert文件，只不过默认情况下是以error结尾。可以通过show variables like ‘log_error’;
错误文件的文件名为服务器的主机名。当然也可以在my.cnf里面设置错误日志文件的路径：

Vim my.cnf
log-error=/usr/local/mysql/mysqld.log

我们可以在错误日志文件里面看到一些数据库启动信息，以及告警信息还有就是报错信息

慢查询日志slow log
慢查询日志就是记录运行较慢的sql语句信息，给sql语句的优化带来很好的帮助，可以设置一个阀值，将运行时间超过该阀值的sql语句的运行信息都记录到slow log日志里面去。该阀值可以通过long_query_time来设置，也可以设置到毫秒微秒：
对于运行时间等于该阀值的，就不会记录在内了。
另外一个参数是log_queries_not_using_indexes，如果运行的sql没有使用索引，只要超过阀值了也会记录在慢查询日志里面的。
慢查询日志还可以记录在table里面，
Slow_log表，也可以将慢查询日志放入一张表里面
show variables like ‘log_output’;查看如果是file就存放在slow log里面，如果是table就在slow_log表里面。

全查询日志
记录了对mysql数据库所有的请求信息，不论这些请求信息是否得到了正确的执行，默认文件名为主机名.log，你可以看到对access denied的请求。
数据库审计+ 问题排查跟踪（损失3%-5%性能）

二进制日志
记录了对数据库进行变更的操作，但是不包括select操作以及show操作，因为这类操作对数据库本身没有没有修改，如果你还想记录select和show的话，你就需要查看前面的全查询日志，另外binlog还包括了执行数据库更改操作时间和执行时间等信息。

二进制的主要作用有如下2个：
1.恢复 recovery。某些数据的恢复需要二进制日志，在全库文件恢复后，可以在此基础上通过二进制日志进行point-to-time的恢复。
2.复制（replication）。其原理和恢复类似，通过复制和执行二进制日志使得一台远程的mysql数据库（slave）于一台mysql数据库（master）进行实时同步。
通过在my.cnf里面设置log-bin =/home/data/mysql/binlog/mysql-bin.log生效，默认是在数据目录datadir下面

binlog_cache_size：
使用innodb存储引擎时候，所有未提交uncommitted的二进制日志会被记录到一个缓存中，等该事务提交时committed直接将缓冲中的二进制日志写入二进制日志文件里面，而该缓冲的大小就由binlog_cache_size来决定，这个缓冲区是基于session的，也就是每一个线程需要事务的时候，mysql都会分配一个binlog_cache_size的缓存，因此改值设置需要非常小心，不能设置过大，免得内存溢出了。

sync_binlog：
sync_binlog=N，大概就是表示每次写缓冲N次就同步到磁盘文件中，如果将N设置为1的话，每次都会写入binlog磁盘文件中，这是最保险最安全的，如果N>1，在意外发生的时候，就表示会有N-1个dml没有被写入binlog中，有可能就会发生主动数据不一致的情况。

binlog-do-db、binlog-ingore-db：
表示需要写入或者忽略写入哪些库的日志，默认为空，表示可以将所有库的日志写入到二进制文件里面。

log-slave-update：
启用从机服务器上的slave日志功能，使这台计算机可以用来构成一个镜像链(A->B->C) ，可以让从库上面产生二进制日志文件，在从库上再挂载一个从库。

binlog-format：日志格式

Statement：每一条会修改数据的sql都会记录在binlog中。
优点：不需要记录每一行的变化，减少了binlog日志量，节约了IO，提高性能。(相比row能节约多少性能与日志量，这个取决于应用的SQL情况，正常同一条记录修改或者插入row格式所产生的日志量还小于Statement产生的日志量，但是考虑到如果带条件的update操作，以及整表删除，alter表等操作，ROW格式会产生大量日志，因此在考虑是否使用ROW格式日志时应该跟据应用的实际情况，其所产生的日志量会增加多少，以及带来的IO性能问题。)
缺点：由于记录的只是执行语句，为了这些语句能在slave上正确运行，因此还必须记录每条语句在执行的时候的一些相关信息，以保证所有语句能在slave得到和在master端执行时候相同的结果。另外mysql 的复制,像一些特定函数功能，slave可与master上要保持一致会有很多相关问题(如sleep()函数，last_insert_id()，以及user-definedfunctions(udf)会出现问题).

使用以下函数的语句也无法被复制：
*LOAD_FILE()
*UUID()
*USER()
*FOUND_ROWS()
*SYSDATE() (除非启动时启用了–sysdate-is-now 选项)
同时在INSERT …SELECT 会产生比 RBR 更多的行级锁

Row:不记录sql语句上下文相关信息，仅保存哪条记录被修改。
优点： binlog中可以不记录执行的sql语句的上下文相关的信息，仅需要记录那一条记录被修改成什么了。所以rowlevel的日志内容会非常清楚的记录下每一行数据修改的细节。而且不会出现某些特定情况下的存储过程，或function，以及trigger的调用和触发无法被正确复制的问题
缺点:所有的执行的语句当记录到日志中的时候，都将以每行记录的修改来记录，这样可能会产生大量的日志内容,比如一条update语句，修改多条记录，则binlog中每一条修改都会有记录，这样造成binlog日志量会很大，特别是当执行altertable之类的语句的时候，由于表结构修改，每条记录都发生改变，那么该表每一条记录都会记录到日志中。

Mixedlevel: 是以上两种level的混合使用，一般的语句修改使用statment格式保存binlog，如一些函数，statement无法完成主从复制的操作，则采用row格式保存binlog,MySQL会根据执行的每一条具体的sql语句来区分对待记录的日志形式，也就是在Statement和Row之间选择一种.新版本的MySQL中队rowlevel模式也被做了优化，并不是所有的修改都会以rowlevel来记录，像遇到表结构变更的时候就会以statement模式来记录。至于update或者delete等修改数据的语句，还是会记录所有行的变更。

套接字socket文件
Linux系统下 本地连接mysql可以采用linux域套接字socket方式 ，需要一个套接字socket发文件，可以有参数socket控制，一般默认在/tmp目录下，也可以通过如下方式查看：

ps -eaf|grep mysql |grep socket
[root@data01 binlog]# ps -eaf|grep mysql|grep socket
mysql    3152  1979  0 Feb28 ?        00:00:02 /usr/local/mysql/bin/mysqld--basedir=/usr/local/mysql --datadir=/home/data/mysql/data--plugin-dir=/usr/local/mysql/lib/plugin --user=mysql--log-error=/usr/local/mysql/mysqld.log --open-files-limit=8192--pid-file=/usr/local/mysql/mysqld.pid --socket=/usr/local/mysql/mysql.sock--port=3306
[root@data01 binlog]#

show variables like 'socket';

my.cnf, socket = /usr/local/mysql/mysql.sock

pid文件
当mysql实例启动的时候，会将自己的进程id写入一个文件中，该文件即为pid文件，由参数pid_file控制，默认路径位于数据库目录下，可以通过以下三种方式查看：

show variableslike 'pid_file';

ps -eaf|grepmysql |grep pid

My.cnf  （pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid）

表结构文件
*.frm
*.ibd

innodb存储文件
innodb存储引擎在存储设计上模仿了oracle，该文件就是默认的表空间文件，可以通过参数innodb_data_file_path来进行设置，格式如下：

innodb_data_file_path= IBdata1:128M;IBdata2:128M:autoextend

可以用多个文件组成一个表空间，同时制定文件的属性，
IBdata1和IBdata2位于不同的磁盘组上，则可以对性能带来一定程度的提升。文件后面的属性表示文件大小，autoextend表示还可以扩展。
但是如果设置了innodb_file_per_table为true后，那么表数据文件就会在单独的.ibd文件里面，不在这个ibdata文件里面了。

redo文件
所有的数据库都是日志先行，先写日志，再写数据文件，所以才会有redo log的规则。

默认情况下会有2个文件名称分别为ib_logfile0 和ib_logfile1 ，在mysql数据库目录下可以看到这2个文件，这个对innodb存储引擎非常重要，因为它们记录了对于innodb存储引擎的事务日志。

重做日志文件的主要目的是：万一实例或者介质失败media failure，重做日志就可以派上用场，如果数据库由于所在主机掉电导致实例失败，innodb存储引擎会使用重做日志恢复到掉电前的时刻，以此来保证数据的完整性。

每个innodb存储引擎至少有一个重做日志组，每组至少有2个重做日志文件，如默认的ib_logfile0 和ib_logfile1，为了得到更高的可靠性，你可以设置多个组，也可以将每组放在不同的磁盘上面，来提高性能

LSN logsequence number：
递增产生的，可以唯一的标记一条redo日志，对于我们数据库故障恢复都是非常重要的，可以唯一定位数据库运行状态，至于如何定位细节，大家可以去看下redo、undo的源码，源码：在”storage/innobase/include/log0log.h”

查看参数设置：

show variables like 'innodb%log%';

undo日志
存在于共享表空间ibdata1里面，有一个回滚段地址，里面存放了头信息，配置头信息，段的头信息，里面存储了与redo相反的数据更新操作，如果rollback的话，就把undo段里面数据回写到数据文件里面。

如果用了独立表空间的话，则直接存储到表私自的空间中，而不存储到共享表空间中。在innodb存储引擎中，undo log用来完成事务的回滚以及MVCC的功能