【高性能MySQL】MySQL架构与历史

三层逻辑架构

• 第一层是连接／线程处理。比如连接处理、授权认证、安全等等。
• 第二层是核心服务层。包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有内置函数，所有跨存储引擎的功能都在这一层实现：存储过程、触发器、视图等等。
• 第三层包含了存储引擎。存储引擎负责 MySQL 中的数据的存储与提取。每个存储引擎都有它的优势和劣势。服务器通过API与存储引擎进行通信。

并发控制

只要有多个查询需要在同一时刻修改数据，就会产生并发控制的问题。MySQL 在两个层面控制并发读写：服务器层与存储引擎层。

读锁：共享、互不阻塞。

写锁：排他性。会阻塞其他写锁与读锁。

表级锁：锁粒度较大，但是锁的开销最小。

行级锁：只在存储引擎层实现。如 InnoDB。

事务

通俗地讲，事务就是一组 SQL 要么全部执行成功，要么全部失败回滚。
事务的ACID概念：

• 原子性（atomicity）：一个事务是一个不可分割的最小工作单元，整个事务的所有操作要么全部执行成功，要么全部失败回滚。
• 一致性（consistency）：事务总是从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。
• 隔离性（isolation）：通常来说，一个事务所做的修改在最终提交之前，对其他事务是不可见的。可通过设置事务的隔离级别来改变这种情况。
• 持久性（durability）：一旦事务被提交，其所做的修改就会永久保存到数据库中。

事务的隔离级别

• READ UNCOMMITED（未提交读）：一个事务所做的修改，即使没有提交，对其他事务也是可见的。会产生脏读（Dirty Read）。
• READ COMMITED（提交读）：一个事务从开始到提交之前，所做的任何修改对其他事务都是不可见的。会产生不可重复读。（nonrepeatable read）。
• REPEATABLE READ（可重复读）：解决了脏读和不可重复读的问题，但是理论上还是无法解决幻读。幻读就是指某个事务在读取某个范围内的记录时，另一个事务又在该范围内插入了新的记录，当之前的事务再次读取该范围内的记录时，会产生幻行。InnoDB通过多版本并发控制解决了幻读的问题。可重复读是MySQL默认的隔离级别。
• SERIALIZABLE（可串行化）：强制事务串行执行，避免了幻读的问题。会在读取的每一行上加锁，可能导致大量的超时和锁争用的问题。并发能力很低。

死锁

两个或多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方占用的资源，从而导致恶性循环的现象。当多个事务试图以不同的顺序锁定资源时，就可能会产生死锁。为了解决死锁，数据库系统实现了各种死锁检测和死锁超时机制。InnoDB 目前的处理方法是，将持有最少行级排他锁的事务进行回滚。

事务日志

使用事务日志，存储引擎在修改表的数据时只需要修改其内存拷贝，再把该修改行为记录持久在硬盘上的事务日志中，而不用每次都将修改的数据本身持久到磁盘。

MySQL中的事务

MySQL提供了两种事务型存储引擎：InnoDB 和 NDB Cluster。
MySQL默认采用自动提交模式。

• 隐式锁定：InnoDB 采用两阶段锁定协议。在事务执行过程中，随时都可以执行锁定，锁只有在执行 COMMIT 或 ROLLBACK 的时候才会释放，并且所有的锁是在同一时刻释放。
• 显示锁定：InnoDB 支持通过特定的语句进行显式锁定，这些语句不属于 SQL 规范。

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE
SELECT ... FOR UPDATE

多版本并发控制

MVCC 是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。通过加版本号的方式，让事务读到数据的快照版本。

MySQL存储引擎

InnoDB存储引擎

• InnoDB 是 MySQL 默认的支持事务的存储引擎。
• MySQL5.6 支持全文索引。
• InnoDB 表是基于聚簇索引建立的。（数据和索引在一个文件中）聚簇索引对主键查询有很高的性能。不过它的二级索引必须包含主键列，因此主键不宜过大。

MyISAM存储引擎

• 不支持事务和行级锁。
• 支持全文索引、压缩、空间函数。