MySQL服务器体系架构 执行原理

前言

前边我们了解了MySQL采用客户端/服务器架构，用户通过客户端程序发送增删改查需求，服务器程序收到请求后处理，并且把处理结果返回给客户端。这篇文章主要看下MySQL服务端是如何处理客户端的请求，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

MySQL服务器体系架构

MySQL Server架构自顶向下大致可以分网络连接层、服务层、存储引擎层和系统文件层。

网络连接层

客户端连接器：提供与MySQL服务器建立的支持。

服务层

主要包含系统管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优化器和缓存六个部分。

1） 连接池：存储和管理客户端与数据库的连接。

2） 系统管理和控制工具：集群、备份、安全管理。

3） SQL接口：接受客户端发送的各种SQL命令并返回查询结果。

4） 解析器：解析SQL，生成一颗解析树，验证SQL是否合法。

5） 查询优化器：将解析树转化成执行计划，与存储引擎进行交互。

6） 缓存：各种缓存，比如表、记录、权限等等，缓存有命中查询结果直接返回。

存储引擎层

负责MySQL中数据的存储与提取，与底层系统文件进行交互，可插拔，常见的两类：MyISAM和InnoDB。

系统文件层

负责将数据库的数据和日志存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互，比如日志、配置文件等等。

服务器处理客户端请求

客户端可以向服务器发送增删改查等各类请求，我们来看一下服务器是如何处理客户端发送的请求。

连接管理

客户端与服务器进程建立连接，每当有一个客户端进程连接到服务器进程时，服务器进程都会创建一个线程来专门处理与这个客户端的交互，当该客户端退出时会与服务器断开连接，服务器会把线程缓存起来。

解析与优化

查询缓存

如果两个查询请求在任何字符上的不同都会导致缓存不命中。请求中包含某些系统函数、用户自定义变量和函数、一些系统表也不会被缓存。

只要该表的结构或者数据被修改，则该表的所有高速缓存查询都将无效并删除。

PS：8.0中查询缓存已经删除了

语法解析

如果查询缓存没有命中，就进入查询阶段，服务器先对文本做分析，判断语法是否正确，然后从文本中将要查询的表、各种查询条件都提取出来放到内部使用的一些数据结构上。

算是一个编译过程，涉及词法解析、语法分析、语义分析等阶段。

查询优化

对SQL做优化，生成一个执行计划，表明了应该使用哪些索引进行查询，表之间的连接顺序是怎样的。

我们可以使用Explain来查看某个语句的执行计划。

存储引擎

完成查询优化之后还没有真正去访问真实的数据表，数据的存储和提取操作都封装到了这个模块里。不同存储引擎管理的表具体的存储结构可能不同，采用存取算法也可能不同。

小结

MySQL Server架构自顶向下大致可以分网络连接层、服务层、存储引擎层和系统文件层。mysql执行查询的过程如下：

1. 客户端先发送查询语句给服务器
2. 服务器检查缓存，如果存在则返回
3. 进行sql解析，生成解析树，再预处理，生成第二个解析树，最后再经过优化器，生成真正的执行计划
4. 根据执行计划，调用存储引擎的API来执行查询
5. 将结果返回给客户端。