第一部分MySQL架构原理

第一节 MySQL 体系架构

MySQL 架构自顶向下大致可以分为网络连接层、服务层、存储引擎层、文件系统层。

1.1、网络连接层

• 客户端连接器（Client Connectors）：提供与MySQL服务器建立的支持。

1.2、服务层

服务层是MySQL Server 的核心，主要包括系统管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优化器和缓存六个部分。

• 系统管理和控制工具（Management Services and Utilities）：用来备份恢复、安全管理、集群管理等。
• 连接池（Connection pool）：负责存储和管理客户端与数据库的连接，一个线程负责管理一个连接。
• SQL接口（SQL Interface）：用于接收客户端发送的各种SQL 命令，并且返回用户需要查询的结果。比如DML、DDL、存储过程、试图、触发器等。
• 解析器（Parser）：负责将请求的SQL 解析生成一个”解析树“，然后根据一些MySQL规则进一步检查解析树是否合法。
• 查询优化器（Optimizer）：当”解析树“通过解析器语法检查后，将由优化器将其转化成执行计划，然后与存储引擎交互。

举例：
select uid,name from user where gender = 1
选取 --》投影 --》联接 策略
1）select 先根据where 语句进行选取，并不是查询出全部数据在过滤
2）select 查询根据uid 和name 进行属性投影，并不是去除所有字段
3）将前面选取和投影联接起来最终生成查询结果

• 缓存（Cache & Buffer）: 缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，权限缓存，引擎缓存等。如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接查询缓存中取数据。

1.3、存储引擎层（Pluggable Storage Engines）

存储引擎负责MySQL 中数据的存储与提取，与底层系统文件进行交互。MySQL 存储引擎是插件式的，服务器中的查询执行引擎通过接口与存储引擎进行通信，接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异。
最常见的是MyISAM 和InnoDB。

1.4、系统文件层（File System）

该层负责将数据库的数据和日志存储在文件系统之上。并完成与存储引擎的交互，是文件的物理存储层。主要包含日志文件、数据文件、配置文件、pid 文件、socket 文件等。

• 日志文件

  • 错误日志（Error Log）
    默认开启；
    show variables like '%log_error%'

  • 通用查询日志（General query log）
    记录一般查询语句;
    show variables like '%general%'

  • 二进制日志（binary log）
    记录了对MySQL 数据库执行的更改操作，并且记录了语句的发生时间、执行时长；但是它不记录select、show等不修改数据库的SQL。
    主要用于数据库恢复和主从复制
show variables like '%log_bin%';//是否开启
show variables like '%binlog%';//参数查看
show binary logs;//查看日志文件

  • 慢查询日志（Show query log）
    记录所有执行时间超时的查询SQL，默认是10秒。
    show variables like '%slow_query%;//是否开启'
show variables like '%long_query_time%;//时长'

• 配置文件

  • db.opt 文件：记录这个库的默认使用的字符集和校验规则。

  • frm 文件： 存储与表想换的元数据信息，包括表结构的定义信息等，每一张表都会有一个frm 文件。

  • MYD 文件：MyISAM 存储引擎专用，存放MyISAM 表的数据（data）,每一张表都会有一个.MYD 文件。

  • MYI 文件：MyISAM 存储引擎专用，存放MyISAM 表的索引相关信息，每一张MyISAM 表对应一个.MYI 文件。

  • IBD、IBDATA 文件：存放InnoDB 的数据文件（包括索引）。InnoDB 存储引擎有两种表空间方式：独享表空间和共享表空间。独享表空间使用.IBD 文件来存放数据，且每一张InnoDB 表对应一个.ibd 文件。共享表空间使用.ibdata 文件，所有表共同使用一个（或多个，可以自行配置）.ibdata 文件。

  • ibdata 文件：系统表空间数据文件，存储表元数据、Undo日志等。

  • ib_logfile0、iblogfile1文件：Redo log 日志文件。

  • pid 文件：pid 文件是 mysqld 应用程序在 Unix/Linux 环境下的一个进程文件，和许多其他 Unix/Linux 服务端程序一样，它存放着自己的进程 id。

  • socket 文件：socket 文件也是在 Unix/Linux 环境下才有的，用户在 Unix/Linux 环境下客户端连接可以不通过TCP/IP 网络而直接使用 Unix Socket 来连接 MySQL。