《高性能MySQL》第一章 Mysql架构与历史

第一章 Mysql架构与历史

1.Mysql逻辑架构

Mysql的逻辑架构可以大致分为三层：

第一层

1. 连接/线程处理：
   • 账号密码认证
   • 证书安全认证
   • 权限认证

第二层

1. 查询缓存（8.0去除）

2. 分析器：核心服务功能

   • 词法分析，形成语法树（解析树）

   • 错误的语法挑选出来

   • 内置函数

   • 跨存储引擎功能：存储过程、触发器、视图等

3. 查询优化器

   • 索引优化：使用最优索引
   • 多表关联：选择大小表关联顺序
   • where优化：从左到右，找过滤力度最大的先执行

4. 执行器

   • 调用存储引擎提供的接口，返回结果

第三层

1. 存储引擎

   • 作用是拿数据，来源：File System、内存

   • 以表为单位，建表的时候可以指定存储引擎

   • 常见存储引擎engine

     • InnoDB（default）
       • 速度稍慢
       • 支持事务、行锁
       • count需要扫表
     • MyISAM
       • 高速插入、查询
       • 不支持事务、行锁，并发能力差。不支持外键
       • count有专门的计数器
     • Memory（可用于临时表）
       • 存储于内存，速度最快，但不支持持久化

2.并发控制

读写锁

锁根据类型分类

• 共享锁/读锁
  • 加读锁之后，别人也可以加读锁，不能加写锁
• 排他锁/写锁
  • 加了写锁，别人不能加读锁、也不能加写锁

锁粒度

锁根据粒度分类，可以分为表级锁、行级锁

• 表级锁

  表级锁用得很少，开销小、加锁快、范围广。

  • 添加读锁方式：lock table mylock read;

  • 执行show status like 'table%';可以查看锁状态

- table_locks_immediate：产生表级锁定的次数；
- table_locks_waited：出现表级锁定争用而发生等待的次数；

• 添加写锁方式： lock table mylock write;

• 行级锁（InnoDB）

  行级锁开销大、并发高。由InnoDB存储引擎实现。

3.事务

四大特性

• 特性类别
  • Atomicity（原子性）：构成事务的的所有操作必须是一个逻辑单元，要么全部执行，要么全部不执行。
  • Consistency（一致性）：数据库在事务执行前后状态都必须是稳定的或者是一致的。 （钱的总数不变）
  • Isolation（隔离性）：事务之间不会相互影响。优化读写性能（读不加锁、读写不冲突）（未执行完事务A，事务B看不到变化）
  • Durability（持久性）：事务执行成功后必须全部写入磁盘。
• 实现方式
  • 隔离性：通过MVVC实现
  • 原子性、一致性、持久性：通过redo log、undo log、Force Log at Commit实现

隔离级别

• 未提交读
  • 事务A的修改，没有提交，对其他事务也是可见的（脏读）
• 提交读/不可重复读
  • 事务A从开始到结束，所做的修改事务B看不见
  • 两次重复查询，得到不同的结果
• 可重复读
  • MySql默认隔离级别
  • 多次读取结果一致，不存在脏读
  • 但存在幻读
• 可串行化
  • 最高隔离级别
  • 读取的每一行都加上锁
  • 导致超时和锁争用问题

死锁

• 两个session相互等待对方释放资源，造成死锁
• 数据库死锁解决方案：死锁检测和死锁超时机制
• InnoDB解决死锁：将持有少数行级排他锁的事务进行回滚

事务日志

数据存到磁盘是随机IO，需要在磁盘多个地方移动磁头。事务日志采用的是追加方式，所以是在小块区域内顺序IO。

4.多版本并发控制

MVCC概念

• 为了提高效率，数据库不是简单的行级锁。而是实现非阻塞的读操作，写只锁定必要的行。
• 通过版本号，大多数读操作都不用加锁。
• MVCC只在提交读，可重复读 隔离级别下工作

InnoDB的MVCC实现原理

• 每行记录隐藏两列：行的创建时间，行的过期/删除时间（其实是系统版本号）。
• 新增一个事务，系统版本号自动递增。
• 事务开始的系统版本号作为事务版本号，用来和查询到的记录版本号比较。

InnoDB的MVCC具体操作

• SELECT
  • 找早于当前事务版本的数据行
  • 行的删除版本要么未定义，要么大于当前事务版本
• INSERT
  • 为插入的每一行保存当前系统版本号为行版本号
• DELETE
  • 为删除的每一行保存当前版本号为删除标识
• UPDATE
  • 为插入行保存当前版本号为行版本号，同时为原来行保存当前版本号为删除标识