MySQL体系架构

MySQL体系架构

MySQL Server体系架构自顶向下大致可以分为以下四层：

• 网络连接层
• 服务层
• 存储引擎层
• 系统文件层

网络连接层

网络连接层其实就是我们的客户端，目前支持各种主流的编程语言如Java、C、Python等，它们通过各自的API与MySQL建立连接和通信。

服务层

服务层是MySQL的核心，主要包括连接池、管理工具、SQL接口、解析器、查询优化器、缓存六大部分。

• 连接池：负责存储和维护客户端和数据库之间的连接，一个线程对应一个连接。
• 管理工具：备份管理、安全管理、集群管理等。
• SQL接口：用于接收客户端发送的各种SQL语句，并返回对应的结果集。如DDL、DML等。
• 解析器：负责对SQL进行语法语义，并生成一棵语法树。
• 查询优化器：将语法树转化为执行计划，与具体的存储引擎进行交互。
• 缓存：对SQL语句、结果集等进行缓存，由于MySQL中的数据经常变化，每次数据变了还需要维护缓存，维护成本高，不适合使用缓存，高版本将移除缓存模块。

存储引擎层

存储引擎负责存储和提取MySQL中的数据，与底层文件系统进行交互。

MySQL中的存储引擎是插件式，服务层的SQL执行引擎通过存储引擎接口与具体的存储引擎进行通信，接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异（面向接口编程实现解耦）。

MySQL支持很多的存储引擎，各有各的特点与使用场景，最常用的是InnoDB和MyISAM，其中MySQL默认的存储引擎为InnoDB，

系统文件层

系统文件层负责将数据和日志存储在文件系统上，与存储引擎层进行交互。主要包括数据文件、日志文件、配置文件、pid文件、Socket文件等。

数据文件

日志文件

错误日志（Error Log）：记录系统发生的错误，默认开启。

mysql> show variables like '%log_error%';
+---------------------+---------------------+
| Variable_name       | Value               |
+---------------------+---------------------+
| binlog_error_action | ABORT_SERVER        |
| log_error           | /var/log/mysqld.log |
| log_error_verbosity | 3                   |
+---------------------+---------------------+

通用查询日志（General Query Log）：记录一般的查询语句。

mysql> show variables like '%general%';
+------------------+------------------------------+
| Variable_name    | Value                        |
+------------------+------------------------------+
| general_log      | OFF                          |
| general_log_file | /var/lib/mysql/localhost.log |
+------------------+------------------------------+

二进制日志：记录对MySQL数据库的更改操作，并记录了发生的时间、执行时长，不记录select、show这种不修改数据库的SQL。主要用于数据恢复和主从复制。

mysql> show variables like '%log_bin%';
+---------------------------------+-------+
| Variable_name                   | Value |
+---------------------------------+-------+
| log_bin                         | OFF   |
| log_bin_basename                |       |
| log_bin_index                   |       |
| log_bin_trust_function_creators | OFF   |
| log_bin_use_v1_row_events       | OFF   |
| sql_log_bin                     | ON    |
+---------------------------------+-------+

mysql> show variables like '%binlog%';
+--------------------------------------------+----------------------+
| Variable_name                              | Value                |
+--------------------------------------------+----------------------+
| binlog_cache_size                          | 32768                |
| binlog_checksum                            | CRC32                |
| binlog_direct_non_transactional_updates    | OFF                  |
| binlog_error_action                        | ABORT_SERVER         |
| binlog_format                              | ROW                  |
| binlog_group_commit_sync_delay             | 0                    |
| binlog_group_commit_sync_no_delay_count    | 0                    |
| binlog_gtid_simple_recovery                | ON                   |
| binlog_max_flush_queue_time                | 0                    |
| binlog_order_commits                       | ON                   |
| binlog_row_image                           | FULL                 |
| binlog_rows_query_log_events               | OFF                  |
| binlog_stmt_cache_size                     | 32768                |
| binlog_transaction_dependency_history_size | 25000                |
| binlog_transaction_dependency_tracking     | COMMIT_ORDER         |
| innodb_api_enable_binlog                   | OFF                  |
| innodb_locks_unsafe_for_binlog             | OFF                  |
| log_statements_unsafe_for_binlog           | ON                   |
| max_binlog_cache_size                      | 18446744073709547520 |
| max_binlog_size                            | 1073741824           |
| max_binlog_stmt_cache_size                 | 18446744073709547520 |
| sync_binlog                                | 1                    |
+--------------------------------------------+----------------------+

show binary logs可以用于查询二进制日志。

慢查询日志：记录所有执行时间超时的SQL语句，默认是10s。

mysql> show variables like '%slow_query%';
+---------------------+-----------------------------------+
| Variable_name       | Value                             |
+---------------------+-----------------------------------+
| slow_query_log      | OFF                               |
| slow_query_log_file | /var/lib/mysql/localhost-slow.log |
+---------------------+-----------------------------------+

mysql> show variables like '%long_query_time%';
+-----------------+-----------+
| Variable_name   | Value     |
+-----------------+-----------+
| long_query_time | 10.000000 |
+-----------------+-----------+

配置文件

用于存放MySQL启动所需要的配置信息，如my.conf、my.ini等。

数据文件

db.opt文件：记录这个数据库默认使用的字符集和校验规则。

frm文件：存储与表相关的元数据信息，包括表结构的定义信息等，每个表都有一个.frm文件。

MYD文件：MyISAM引擎专用，用于存储表的数据，每个表都有一个.MYD文件。

MYI文件：MyISAM引擎专用，用于存储表的索引，每个表都有一个.MYI文件。

ibd和ibddata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。独享表空使用.ibd文件存放数据，且每一个表对应的一个.ibd文件。共享表空间使用.ibddata文件存放数据，所有表共同使用一个（或多个，可自行配置）.ibddata文件。

ibdata1文件：系统表空间数据文件，存储表元数据、Undo日志等。

ib_logfile0、ib_logfile1文件：Redo log日志文件。

pid文件

pid文件是mysqld应用程序在linux环境下的一个进程文件，存放自己的进程id。

socket文件

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

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