mysql架构详解

一、mysql组件
1.mysql对外提供的交互接口(connectors):
编程语言通过connectors组件,比如php,pymysql,JDBC来操作sql
2.管理服务和工具组件(Management Service & Utilities):
提供对mysql的集成管理，比如备份，恢复，等
3.连接池组件(Connection Pool):
负责监听客户端向server的各种请求，每个成功连接的客户端都会分配一个线程负责与server通信
4.sql接口组件(SQL Interface):
接收客户端sql命令，并将结果返回给客户端
5.查询分析器(Parser):
解析sql语法是否正确，不合理则报错
6.优化器组件(Optimizer):
对sql语句按照标准优化分析
7.缓存组件(Caches & Buffers):
缓存缓冲数据
8.插件式存储引擎(Pluggable Storage Engines):
mysql是关系型数据库，数据是以表的形式存储的，对于表的创建，数据的存储，更新都是由存储引擎完成的
9.物理文件系统:
真实存储数据表，数据，日志的地方

二、查询流程

1.客户端服务端通信协议:
在任一时刻，要么是服务器向客户端发送数据，要么是客户端向服务器发送数据，这两个动作不能同时发生。一旦一端开始发送消息，另一端要接收完整个消息才能响应它，所以无法也无须将一个消息切成小块独立发送，也没有办法进行流量控制。客户端用一个单独的数据包将查询请求发送给服务器，所以当查询语句很长的时候，需要设置 max_allowed_packet参数，如果查询实在是太大，服务端会拒绝接收更多数据并抛出异常。与之相反的是，服务器响应给用户的数据通常会很多，由多个数据包组成。但是当服务器响应客户端请求时，客户端必须完整的接收整个返回结果，而不能简单的只取前面几条结果，然后让服务器停止发送。因而在实际开发中，尽量保持查询简单且只返回必需的数据，减小通信间数据包的大小和数量是一个非常好的习惯，这也是查询中尽量避免使用 SELECT * 以及加上 LIMIT 限制的原因之
2.查询缓存
在解析一个查询语句前，如果查询缓存是打开的，那么 MySQL 会检查这个查询语句是否命中查询缓存中的数据。如果当前查询恰好命中查询缓存，在检查一次用户权限后直接返回缓存中的结果。这种情况下，查询不会被解析，也不会生成执行计划，更不会执行。MySQL将缓存存放在一个引用表 (不要理解成table，可以认为是类似于 HashMap 的数据结构)，通过一个哈希值索引，这个哈希值通过查询本身、当前要查询的数据库、客户端协议版本号等一些可能影响结果的信息计算得来。所以两个查询在任何字符上的不同 (例如 : 空格、注释)，都会导致缓存不会命中
MySQL 查询缓存系统会跟踪查询中涉及的每个表，如果这些表 (数据或结构) 发生变化，那么和这张表相关的所有缓存数据都将失效。正因为如此，在任何的写操作时，MySQL必须将对应表的所有缓存都设置为失效。如果查询缓存非常大或者碎片很多，这个操作就可能带来很大的系统消耗，甚至导致系统僵死一会儿，而且查询缓存对系统的额外消耗也不仅仅在写操作，读操作也不例外 :
1> 任何的查询语句在开始之前都必须经过检查，即使这条 SQL语句 永远不会命中缓存
2> 如果查询结果可以被缓存，那么执行完成后，会将结果存入缓存，也会带来额外的系统消耗

3.查询优化
经过前面的步骤生成的语法树被认为是合法的了，并且由优化器将其转化成查询计划。多数情况下，一条查询可以有很多种执行方式，最后都返回相应的结果。优化器的作用就是找到这其中最好的执行计划。MySQL使用基于成本的优化器，它尝试预测一个查询使用某种执行计划时的成本，并选择其中成本最小的一个

4.查询执行引擎
在完成解析和优化阶段以后，MySQL会生成对应的执行计划，查询执行引擎根据执行计划给出的指令逐步执行得出结果。整个执行过程的大部分操作均是通过调用存储引擎实现的接口来完成，这些接口被称为 handler API。查询过程中的每一张表由一个 handler 实例表示。实际上，MySQL在查询优化阶段就为每一张表创建了一个 handler实例，优化器可以根据这些实例的接口来获取表的相关信息，包括表的所有列名、索引统计信息等。存储引擎接口提供了非常丰富的功能，但其底层仅有几十个接口，这些接口像搭积木一样完成了一次查询的大部分操作

5.返回结果
查询执行的最后一个阶段就是将结果返回给客户端。即使查询不到数据，MySQL 仍然会返回这个查询的相关信息，比如该查询影响到的行数以及执行时间等。如果查询缓存被打开且这个查询可以被缓存，MySQL也会将结果存放到缓存中。结果集返回客户端是一个增量且逐步返回的过程。有可能 MySQL 在生成第一条结果时，就开始向客户端逐步返回结果集。这样服务端就无须存储太多结果而消耗过多内存，也可以让客户端第一时间获得返回结果。需要注意的是，结果集中的每一行都会以一个满足客户端/服务器通信协议的数据包发送，再通过 TCP协议 进行传输，在传输过程中，可能对 MySQL 的数据包进行缓存然后批量发送

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