MySQL的体系架构

  
前言

在学习一种事务之前，我们必要先了解事物的根本构成布局，清晰了事物的根本构成布局之后，我们才华更深入的了解相关操作，那么今天我将为大家介绍MySQL的体系架构。

MySQL数据库的服务端主要分为Server层和存储引擎层，接下来我将以这两层为偏重点为大家介绍MySQL的体系架构。
MySQL的Server层

MySQL的Server层照顾要有七个组件：

• MySQL 向外提供的交互接口（Connectors）
  
• 连接池组件（Connection Pool）
  
• 管理服务组件和工具组件（Management Service & Utilities）
  
• SQL 接口组件（SQL Interface）
  
• 查询分析器组件（Parser）
  
• 优化器组件（Optimizer）
  
• 查询缓存组件（Query Caches & Buffers）
  

1）MySQL向外提供的交互接口（Connectors）
Connectors 组件是 MySQL 向外提供的交互组件，如Java，.NET，PHP等语言可以通过该组件来操作 MySQL 语句，实现与 MySQL 的交互。建立连接之后，可以通过show processlist 语句来查看已经建立的连接。

如果客户端一段时间内没有活泼行为，那么连接器在默认的8个小时后会主动断开连接。加果在连接被断开之后，客户端再次发送请求的话，就会收到一个错误提醒：Lost connection to MySQL server during query。
客户端连接到MySQL数据库上时，根据连接时间的长短可以分为：短连接和长连接。短连接比较简单，指每次查询之后会断开，再次查询必要重新建立连接，因此使用短连接的本钱较高；长连接指长时间连接到MySOL数据库上并实行数据库操作，因此长连接会导致出现内存溢出的问题从而使MySQL异常重启。
在使用长连接时，可以使用客户端函数mysql_reset_connection()来重新初始化连接资源。这个过程不必要重连和重新做权限验证，但是会将连接规复到刚刚创建完时的状态。
2）连接池组件（Connection Pool）
负责监听客户端向MySQL服务器端的各种请求，接收请求、转发请求到目的模块。每个乐成连接MySQL服务器端的客户请求都会被创建或分配一个线程，该线程负责客户端与MySQL服务器端的通讯，接收客户端发送的命令，传递服务器端的效果信息等。
3）管理服务组件和工具组件（Management Service &Utilities）
提供对MySOL的集成管理，如备份（Backup)、规复（Recovery）、安全管理（Security）等。
4）SQL接口组件（SQL Interface）
接收用户SQL命令，如DML、DDL和存储过程等，并将最终效果返回给用户。
5）查询分析器组件（Parser）
体系在实行输入语句之前，必须分析出语句想要干什么。例如:起首通过select关键字得知这是一条查询命令，还包括分析要查询的是哪张表以及查询条件是什么。同时，分析器必须分析输入语句的语法正确性。如果SQL中存在语法的错误，则查询分析器组件将返回提示信息“You have an error in your SQL syntax”。
6）优化器组件（Optimizer）
优化器是MySQL用来对输人语句在实行之前所做的最后一步优化。优化内容包括：是否选择索引、选择哪个索引、多表查询的联合序次等。每一种实行方法的逻辑效果是一样的，但是实行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一种方案。
7）查询缓存组件（Query Caches & Buffers）
这个查询缓存是比较容易理解的。在每一次查询时，MySQL 都先去看看是否命中缓存，命中则直接返回，提高了体系的相应速率。但是这个功能有一个相当大的弊病，那就是一旦这个表中数据发生更改，那么这张表对应的全部缓存都会失效。
对于更新压力大的数据库来说，查询缓存的命中率会非常低。除非业务体系就只有一张静态表，很长时间才会更新一次。比如，一个体系设置表，那这张表上的查询才适合使用查询缓存。所以在生产体系中，发起关闭该功能。
在MySQL8.0版本之前，可以通过将参数“query_cachetype”设置成OFF，来关闭查询缓存的功能。但是在MySQL8.0版本之后，直接删掉了这部分的功能。

1. show variables like '% query_cache% ';

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MySQL的存储引擎

MySQL 存储引擎层负责数据的存储和提取，其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory、Archive、NDB Cluster等多个存储引擎。最常用的是InnoDB，我将为大家详细介绍InnoDb、MyISAM 和 Mymery 存储引擎。
我们可以使用 show create table 表名; 来查看创建表时使用的存储引擎。

1. create table test (id int);
2. show create table test;

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1）InnoDB 存储引擎

InnoDB是MySQL的默认存储引擎，它支持ACID（原子性、同等性、隔离性和恒久性）事务，并提供了行级锁定、外键约束和崩溃规复等功能。它实用于大多数应用场景，特殊是必要事务支持和高并发读写操作的应用。
它具有以下特性：

• 事务支持：InnoDB引擎支持事务的ACID属性，确保了数据的原子性、同等性、隔离性和恒久性。这意味着可以使用BEGIN、COMMIT和ROLLBACK语句来管理事务，保证数据的完备性和同等性。
  
• 行级锁定：InnoDB使用行级锁来处置惩罚并发访问和修改数据，而不是表级锁。这意味着多个事务可以同时访问同一表的不同行，提高了并发性能和并发控制。
  
• 外键约束：InnoDB支持外键约束，可以在数据库层面实现数据的同等性和完备性。它提供了CASCADE、RESTRICT和SET NULL等选项来处置惩罚外键关系。
  
• 崩溃规复：InnoDB具有崩溃规复的能力，即使在体系崩溃或电源故障的情况下，也可以保证数据的完备性。它通过事务日志（redo log）来规复未完成的事务和规复已提交的事务。
  
• 主动增长列：InnoDB支持主动增长列，可以为表中的某一列指定主动递增的整数值，简化了数据插入操作。
  
• 回滚段：InnoDB通过回滚段（Rollback Segment）来存储未提交事务的数据，以便在必要时进行回滚操作。
  
• 可以在线热备份：InnoDB引擎支持在线热备份，可以在不制止MySQL服务器的情况下备份数据库。
  
• 支持MVCC（多版本并发控制）：InnoDB使用多版本并发控制来处置惩罚并发事务，在读操作的同时允许写操作，并通过行版本来实现数据的隔离性和同等性。
  
• 高性能：InnoDB引擎通过使用缓冲池（Buffer Pool）来缓存热门数据和索引，提高读取数据的性能。
  

2）MyISAM 存储引擎

MyISAM是MySQL的另一个常见的存储引擎，它不支持事务和行级锁定，但具有精良的性能。MyISAM实用于主要是读取操作的应用，如数据仓库、归档和非事务性的应用。
它具有以下特性：

• 快速读取速率：MyISAM存储引擎在读取数据时非常高效，对于主要是读取操作的应用性能表现较好。这是由于MyISAM表以表级锁定的方式处置惩罚并发，读操作可以并发实行，不会有行级锁定带来的争用。
  
• 支持全文索引：MyISAM存储引擎对全文索引提供了精良的支持，可以通过创建全文索引提供高效的文本搜索能力。
  
• 节省磁盘空间：相较于InnoDB存储引擎，MyISAM通常在磁盘占用方面更加节省空间，这是由于它不支持事务、行级锁定和崩溃规复等功能，减少了存储额外的元数据和日志。
  
• 表级锁定：MyISAM存储引擎使用表级锁定，这意味着一个写操作锁定整个表，因此在写操作频繁的情况下可能会导致并发性能下降。
  
• 不支持事务和外键：MyISAM存储引擎不支持事务操作，也不支持外键约束。这意味着在使用MyISAM时，你无法使用BEGIN、COMMIT和ROLLBACK等事务操作，也无法定义外键约束来维护数据的完备性。
  
• 不支持崩溃规复：MyISAM存储引擎没有崩溃规复的能力，这意味着如果MySQL服务器在写操作过程中崩溃，可能会导致数据的不同等。
  
• 主动维护索引统计信息：MyISAM存储引擎会主动维护表的索引统计信息，这些统计信息用于优化查询实行计划。
  
• 多用途：MyISAM存储引擎实用于主要是读取操作的应用场景，如报表、日志分析和静态网站等。
  

我们可以在创建表的时间指定存储引擎。

1. create table 表名 (     ) engine = 存储引擎名

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1. create table test1 (id int) engine = myisam;
2. show create table test1;

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正是由于 MyISAM 存储引擎的这些特性，它适合于以了局景：

• 不必要事务支持的场景
  
• 读多大概写多的单一业务场景，读写频繁的则不符合
  
• 读写并发访问较低的业务
  
• 数据修改相对较少的业务
  
• 以读为主的业务
  
• 对数据的同等性要求不是很高的业务
  
• 服务器硬件资源相对比较差的情况
  

3）Memory 存储引擎

Memeory 存储引擎将表中的数据存储在内存中，而不是磁盘上，也就是说如果重启MySQL 大概关闭，此时的数据将会丢失。

1. create table test2 (id int,name varchar(20)) engine = memory;
2. show create table test2;
3. insert into test2 values (1,'zhangsan');
4. select * from test2;

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1. # 重启MySQL
2. systemctl restart mysqld

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1. select * from test2;

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输出信息

1. Empty set (0.00 sec)

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Memory 存储引擎具有以下特点：

• 高速读写：由于数据存储在内存中，Memory 存储引擎提供非常快速的读取和写入性能。相比于其他存储引擎，它可以更快地实行查询和写入操作。
  
• 临时数据和缓存表：由于数据存储在内存中，Memory 存储引擎对于处置惩罚临时数据和缓存表非常有效。如果你必要在查询过程中创建一些临时数据，并且它们在查询结束后不再必要，那么 Memory 引擎是一个不错的选择。
  
• 高速缓存索引：Memory 存储引擎对索引查询非常快速，由于索引数据完全存储在内存中，减少了磁盘I/O的开销。
  
• 不恒久化：Memory 引擎的数据不会恒久化到磁盘上，一旦 MySQL 服务器重启或关闭，存储在 Memory 引擎中的数据就会丢失。因此，Memory 存储引擎适合于处置惩罚非恒久化的数据，并且可以在服务器重新启动后重新加载数据。
  
• 实用于小规模数据：由于数据存储在内存中，Memory 存储引擎的容量受限于可用的内存大小。它不适合用于处置惩罚大规模数据集，由于内存可能会成为限制因素。
  
• 不支持事务和崩溃规复：Memory 存储引擎不支持事务，也不支持崩溃规复。因此，在使用 Memory 存储引擎时必要注意数据的同等性和恒久性。
  

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