【MySQL架构篇】逻辑架构

逻辑架构


  
1. 服务器处理客户端哀求

首先 MySQL 是典范的 C/S 架构，即 Client/Server 架构，服务器端步伐使用的 mysqld
不论客户端进程和服务器进程是接纳哪种方式举行通讯，最后实现的结果都是:客户端进程向服务器进程发送一段文本 (SQL语句)，服务器进程处理后再向客户端进程发送一段文本 (处理结果)
那服务器进程对客户端进程发送的哀求做了什么处理，才气产生最后的处理结果呢? 这里以查询哀求为例展示：

详细展开及执行顺序：

2. Connectors

Connectors，指的是不同语言中与SQL的交互。MySQL首先是一个网络步伐，在TCP之上定义了自己的应用层协议。所以要使用MySQL，我们可以编写代码，跟MySQL Server 创建 TCP连接，之后按照其定义好的协议举行交互或者比较方便的办法是调用SDK，好比Native C APl、JDBC、PHP等各语言MySQL Connector，或者通过ODBC。但通过SDK来访间MySQL，本质上还是在TCP连接上通过MySQL协议跟MySQL举行交互
3. 第一层：连接层

体系 (客户端)访问 MySQL 服务器前，做的第一件事就是创建 TCP 连接。
经过三次握手创建连接成功后，MySQL 服务器对 TCP 传输过来的账号暗码做身份认证、权限获取。

• 用户名或暗码不对，会收到一个Access denied for user错误，客户端步伐结束执行
  
• 用户名暗码认证通过，会从权限表查出账号拥有的权限与连接关联，之后的权限判定逻辑，都将依赖于此时读到的权限
  

多个体系都可以和MySQL服务器创建连接，每个体系创建的连接肯定不止一个。所以，为了解决TCP无穷创建与TCP频繁创建烧毁带来的资源耗尽、性能降落题目。MySOL服务器里有专门的 TCP连接池 限制连接数接纳 长连接模式 复用TCP连接，来解决上述题目。

TCP 连接收到哀求后，必须要分配给一个线程专门与这个客户端的交互。所以还会有个线程池，去走后面的流程。每一个连接从线程池中获取线程，省去了创建和烧毁线程的开销。
这些内容我们都归纳到 MySQL 的连接受理组件中。所以连接受理的职责是负责认证、管理连接、获取权限信息
4. 第二层：服务层

第二层架构重要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成 缓存的查询，SQL的分析和优化及部门内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。
在该层，服务器会 剖析查询 并创建相应的内部 剖析树，并对其完成相应的 优化：如确定查询表的顺序，是否利用索引等，最后天生相应的执行操作。

• SQL Interface: SQL接口
  
  
  
  • 接收用户的SQL下令，并且返回用户需要查询的结果。好比SELECT … FROM就是调用SQL Interface
    
  • MySQL支持DML(数据操作语言)、DDL(数据定义语言)、存储过程、视图、发器、自定义函数等多种SQL语言接口
    
  
  
• Parser: 剖析器
  
  
  
  • 在剖析器中对 SQL 语句举行语法分析、语义分析。将SQL语句分解成数据结构，并将这个结构传递到后续步调，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
    
  • 在SQL下令传递到剖析器的时候会被剖析器验证和剖析，并为其创建 语法树，并根据数据字典丰富查询语法树，会 验证该客户端是否具有执行该查询的权限。创建好语法树后，MySQL还会对SQL查询举行语法上的优化，举行查询重写
    
  
  
• Optimizer: 查询优化器
  
  
  
  • SQL语句在语法剖析之后、查询之前会使用查询优化器确定 SQL 语句的执行路径，天生一个 执行操持
    
  • 这个执行操持表明应该 使用哪些索引 举行查询(全表检索还是使用索引检索)，表之间的连接顺序如何，最后会按照执行操持中的步调调用存储引擎提供的方法来真正的执行查询，并将查询结果返回给用户
    
  • 它使用 选取-投影-连接 策略举行查询。比方:
    
    1. SELECT id,name FROM student WHERE gender ='女';

    复制代码
    这个SELECT查询先根据WHERE语句举行选取，而不是将表全部查询出来以后再举行gender过滤。这个SELECT查询先根据id和name举行属性 投影，而不是将属性全部取出以后再举行过滤，将这两个查询条件 连接 起来天生终极查询结果
    
  
  
• Caches & Buffers:查询缓存组件
  
  
  
  • 从MySQL 5.7.20开始，不推荐使用查询缓存，并在 MySQL 8.0中删除，因为缓存命中的几率太低了，只要有一个符号或字段不一致就无法通过缓存查找
    
  • MySQL内部维持着一些Cache和Buffer，好比Query Cache用来缓存一条SELECT语句的执行结果，如果可以或许在其中找到对应的查询结果，那么就不必再举行查询剖析、优化和执行的整个过程了，直接将结果反馈给客户端
    
  • 这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。好比表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等
    
  • 这个查询缓存可以在 不同客户端之间共享
    
  
  

5. 第三层：存储引擎

和其它数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥精良作用，重要表现在存储引擎的架构上，插件式的存储引擎 架构将查询处理和其它的体系任务以及数据的存储提取相分离。这种架构可以根据业务的需求和现实需要选择合适的存储引擎。同时开源的 MySQL 还允许 开发人员设置自己的存储引擎
这种高效的模块化架构为那些盼望专门针对特定应用步伐需求(比方数据仓库、事件处理或高可用性情况)的人提供了巨大的好处，同时享受使用一组独立于任何接口和服务的优势存储引擎
插件式存储引擎层( Storage Engines)，真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，对物理服务器级别维护的底层数据执行操作，服务器通过API与存储引擎举行通讯。不同的存储引擎具有的功能不同，如许我们可以根据自己的现实需要举行选取
MySQL 8.0.34默认支持的存储引擎：

1. show engines;

复制代码

6. 存储层

所有的数据，数据库、表的定义，表的每一行的内容，索引，都是存在 文件体系 上，以 文件 的方式存在的，并完成与存储引擎的交互。固然有些存储引擎好比InnoDB，也支持不使用文件体系直接受理裸设备，但现代文件体系的实现使得如许做没有必要了。在文件体系之下，可以使用本地磁盘，可以使用DAS、NAS、SAN等各种存储体系
查看数据文件存储目次：

1. show variables like '%datadir%';

复制代码

7. 小结

架构图如开篇所示。为了后续熟悉SQL执行流程方便，可简化为下图：

简化为三层结构

• 连接层：客户端和服务器端创建连接，客户端发送SQL至服务器端
  
• SQL层(服务层)：对SQL 语句举行查询处理
  
• 存储引擎层：与数据库文件打交道，负责数据的存储和读取
  

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