• 周四. 6月 30th, 2022

5G编程聚合网

5G时代下一个聚合的编程学习网

热门标签

MySQL-基础架构介绍

admin

11月 28, 2021

MySQL的基本架构示意图

 大体来说,MySQL可以分为Server层和存储引擎层两部分

Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等,涵盖MySQL的大多数核心服务功能,以及所有的内置函数(如日期、时间、数学和加密函数等),所有跨存储引擎的功能都在这一层实现,比如存储过程、触发器、视图等。

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等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB,它从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认存储引擎。也就是说,你执行create table建表的时候,如果不指定引擎类型,默认使用的就是InnoDB。不过,你也可以通过指定存储引擎的类型来选择别的引擎,比如在create table语句中使用engine=memory, 来指定使用内存引擎创建表。不同存储引擎的表数据存取方式不同,支持的功能也不同。不同的存储引擎共用一个Server层,也就是从连接器到执行器的部分。

连接器

连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。

查询缓存

连接建立完成后,当你执行select语句了。执行逻辑就会来到第二步:查询缓存。

MySQL拿到一个查询请求后,会先到查询缓存看看,之前是不是执行过这条语句。之前执行过 的语句及其结果可能会以key-value对的形式,被直接缓存在内存中。key是查询的语句,value是 查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到key,那么这个value就会被直接返回给客 户端。 如果语句不在查询缓存中,就会继续后面的执行阶段。执行完成后,执行结果会被存入查询缓存 中。你可以看到,如果查询命中缓存,MySQL不需要执行后面的复杂操作,就可以直接返回结 果,这个效率会很高。

使用介绍

MySQL 8.0 之前可以正常的使用查询缓存的功能,可通过“SHOW  VARIABLES LIKE ‘%query_cache_type%’”命令查询数据库是否开启了查询缓存的功能。

 

它的结果值有以下三项:

OFF,关闭了查询缓存功能;

ON,开启了查询缓存功能;

DEMAND,在 sql 语句中指定 sql_cache 关键字才会有查询缓存,也就是说必须使用 sql_cache 才可以把该 select 语句的查询结果缓存起来,比如“select SQL_CACHE * from T where ID=10;”语句。

开启和关闭查询缓存可以通过修改 MySQL 的配置文件 my.cnf 进行修改,它的配置项如下:

query_cache_type = ON

注意:配置被更改之后需要重启 MySQL 服务才能生效。建议设置为按需缓存(DEMAND)模式,因为查询缓存的功能并不是那么好用。

存在问题

查询缓存的失效非常频繁,只要有对一个表的更新,这个表上所有的查询缓存都会被清空。因此很可能你费劲地把结果存起来,还没使用呢,就被一个更新全清空了。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。除非你的业务就是有一张静态表,很长时间才会更新一次。 比如,一个系统配置表,那这张表上的查询才适合使用查询缓存。因此在 MySQL 8.0 的版本中已经完全移除了此功能,也就是说在 MySQL 8.0 之后就完全没有查询缓存这个概念和功能了.

分析器

如果没有命中查询缓存,就要开始真正执行语句了。首先,MySQL需要知道你要做什么,因此需要对SQL语句做解析。

词法分析

分析器先会做“词法分析”。你输入的是由多个字符串和空格组成的一条SQL语句,MySQL需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么。MySQL从你输入的”select”这个关键字识别出来,这是一个查询语句。它也要把字符串“T”识别 成“表名T”,把字符串“ID”识别成“列ID”

语法分析

根据词法分析的结果,语法分析器会根据语法规则, 判断你输入的这个SQL语句是否满足MySQL语法。如果你的语句不对,就会收到“You have an error in your SQL syntax;”的错误提醒。

 优化器

经过了分析器,MySQL就知道你要做什么了。在开始执行之前,还要先经过优化器的处理。 优化器是在表里面有多个索引的时候,决定使用哪个索引;或者在一个语句有多表关联(join) 的时候,决定各个表的连接顺序。比如你执行下面这样的语句,这个语句是执行两个表的join:

mysql> select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;

(1)既可以先从表t1里面取出c=10的记录的ID值,再根据ID值关联到表t2,再判断t2里面d的值是 否等于20。

(2)也可以先从表t2里面取出d=20的记录的ID值,再根据ID值关联到t1,再判断t1里面c的值是否等于10。

这两种执行方法的逻辑结果是一样的,但是执行的效率会有不同,而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。优化器阶段完成后,这个语句的执行方案就确定下来了,然后进入执行器阶段。

执行器

MySQL通过分析器知道了你要做什么,通过优化器知道了该怎么做,于是就进入了执行器阶段,开始执行语句。

开始执行的时候,要先判断一下你对这个表T有没有执行查询的权限,如果没有,就会返回没有权限的错误,如下所示。

实例分析

有个最简单的表,表里只有一个ID字段,在执行下面这个查询语句时:

mysql> select * from T where ID=5;

比如我们这个例子中的表T中,ID字段没有索引,那么执行器的执行流程是这样的:

1. 调用InnoDB引擎接口取这个表的第一行,判断ID值是不是10,如果不是则跳过,如果是则将这行存在结果集中;

2. 调用引擎接口取“下一行”,重复相同的判断逻辑,直到取到这个表的最后一行。

3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

 至此,这个语句就执行完成了。

对于有索引的表,执行的逻辑也差不多。第一次调用的是“取满足条件的第一行”这个接口,之后 循环取“满足条件的下一行”这个接口,这些接口都是引擎中已经定义好的。

你会在数据库的慢查询日志中看到一个rows_examined的字段,表示这个语句执行过程中扫描了多少行。这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。 在有些场景下,执行器调用一次,在引擎内部则扫描了多行,因此引擎扫描行数跟 rows_examined并不是完全相同的。

希望本文章对您有帮助,您的转发、点赞是我的创作动力,十分感谢。更多好文推荐,请关注我的微信公众号–JustJavaIt

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。