MySQL：概述

本篇内容包括：MySQL 简介、MySQL的逻辑架构以及MySQL 语句执行流程

一、MySQL 简介

MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，属于 Oracle 旗下产品。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件之一。

MySQL是一种关系型数据库管理系统，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。

MySQL所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型和大型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。

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二、MySQL的逻辑架构

MySQL 的逻辑架构大致可以分为三层：客户端、Server层、存储引擎层

• 第一层：客户端（服务器层）：主要做连接处理、授权认证、安全保障等等；

• 第二层：Server 层，涵盖了 MySQL 大多数核心服务功能，包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有内置函数（例如：日期，时间，数学和加密函数等）。存储过程，触发器，视图等跨存储引擎的功能也都在这一层实现。

  Server 层基本组件：

  • 连接器：我们使用数据库，第一步是连接到数据库。而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：执行查询语句的时候，会先查询缓存，校验 SQL 是否执行过，如果有 SQL 的缓存，直接返回给客户端，如果没有命中，执行后续的操作；（MySQL 8.0 版本删除）
  • 分析器：没有命中缓存的话，SQL 语句就会经过分析器，主要分为两步，词法分析和语法分析，先看 SQL 语句要做什么，再检查 SQL 语句语法是否正确；
  • 优化器：优化器对查询进行优化，包括重写查询、决定表的读写顺序以及选择合适的索引等，生成执行计划，优化器主要做的操作包括：
    • 表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引；
    • 一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序；
  • 执行器：首先执行前会校验该用户有没有权限，如果没有权限，就会返回错误信息，如果有权限，就会根据执行计划去调用引擎的接口，返回结果。

• 存储引擎层：主要负责数据的存储和提取，Server层通过 API 与存储引擎层进行交互。服务器通过 API 与存储引擎通信，这些接口屏蔽了不同存储引擎的差异，使得差异对上层查询过程透明。除了会解析外键定义的 InnoDB 外，存储引擎不会解析 SQL，不同存储引擎之间也不会相互通信，只是简单响应上层服务器请求。

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三、MySQL 语句执行流程

1、查询语句执行过程

查询语句的执行流程如下：权限校验、查询缓存、分析器、优化器、权限校验、执行器、引擎。

举个例子，查询语句如下：

select * from user where id > 1 and name = 'Benjamin';

1. 首先检查权限，没有权限则返回错误；
2. 若开启了缓存，会检查缓存是否有该 sql 对应结果（缓存存储形式key-vlaue，key是执行的sql，value是对应的值）若开启缓存又有该 sql 的映射，将结果直接返回；
3. 词法分析和语法分析。提取表名、查询条件，检查语法是否有错误；
4. 两种执行方案，先查 id > 1 还是 name = ‘Benjamin’，优化器会生成执行计划、选择索引等操作，选取最优执行方案；
5. 然后来到执行器，打开表调用存储引擎接口，逐行判断是否满足查询条件，满足放到结果集，最终返回给客户端；若用到索引，筛选行也会根据索引筛选。

2、更新语句执行过程

更新语句执行流程如下：分析器、权限校验、执行器、引擎、redo log（prepare状态）、binlog、redo log（commit状态）

举个例子，更新语句如下：

update user set name = 'Benjamin' where id = 1;

1. 先查询到 id 为1的记录，有缓存会使用缓存。
2. 拿到查询结果，将 name 更新为 'Benjamin'，然后调用引擎接口，写入更新数据，innodb 引擎将数据保存在内存中，同时记录 redo log，此时 redo log 进入 prepare 状态。
3. 执行器收到通知后记录 binlog，然后调用引擎接口，提交 redo log 为commit状态。
4. 更新完成。

为什么记录完 redo log，不直接提交，而是先进入 prepare状 态？

假设先写 redo log 直接提交，然后写 binlog，写完 redo log 后，机器挂了，binlog 日志没有被写入，那么机器重启后，这台机器会通过 redo log 恢复数据，但是这个时候 binlog 并没有记录该数据，后续进行机器备份的时候，就会丢失这一条数据，同时主从同步也会丢失这一条数据。