1). 连接层
最上层是一些客户端和链接服务,包含本地sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于
TCP/IP的通信。主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程
池的概念,为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务
器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。
2). 服务层
第二层架构主要完成大多数的核心服务功能,如SQL接口,并完成缓存的查询,SQL的分析和优化,部
分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现,如 过程、函数等。在该层,服务器会解
析查询并创建相应的内部解析树,并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序,是否利用索引等,
最后生成相应的执行操作。如果是select语句,服务器还会查询内部的缓存,如果缓存空间足够大,
这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。
3). 引擎层
存储引擎层, 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取,服务器通过API和存储引擎进行通
信。不同的存储引擎具有不同的功能,这样我们可以根据自己的需要,来选取合适的存储引擎。数据库
中的索引是在存储引擎层实现的。
4). 存储层
数据存储层, 主要是将数据(如: redolog、undolog、数据、索引、二进制日志、错误日志、查询
日志、慢查询日志等)存储在文件系统之上,并完成与存储引擎的交互。
和其他数据库相比,MySQL有点与众不同,它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要
体现在存储引擎上,插件式的存储引擎架构,将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。
这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。
大家可能没有听说过存储引擎,但是一定听过引擎这个词,引擎就是发动机,是一个机器的核心组件。
比如,对于舰载机、直升机、火箭来说,他们都有各自的引擎,是他们最为核心的组件。而我们在选择
引擎的时候,需要在合适的场景,选择合适的存储引擎,就像在直升机上,我们不能选择舰载机的引擎
一样。
而对于存储引擎,也是一样,他是mysql数据库的核心,我们也需要在合适的场景选择合适的存储引
擎。接下来就来介绍一下存储引擎。
存储引擎就是存储数据、建立索引、更新/查询数据等技术的实现方式 。存储引擎是基于表的,而不是
基于库的,所以存储引擎也可被称为表类型。我们可以在创建表的时候,来指定选择的存储引擎,如果
没有指定将自动选择默认的存储引擎。
CREATE TABLE 表名(
字段1 字段1类型 [ COMMENT 字段1注释 ] ,
......
字段n 字段n类型 [COMMENT 字段n注释 ]
) ENGINE = INNODB [ COMMENT 表注释 ] ;
上面我们介绍了什么是存储引擎,以及如何在建表时如何指定存储引擎,接下来我们就来介绍下来上面
重点提到的三种存储引擎 InnoDB、MyISAM、Memory的特点。
1). 介绍
InnoDB是一种兼顾高可靠性和高性能的通用存储引擎,在 MySQL 5.5 之后,InnoDB是默认的
MySQL 存储引擎。
2). 特点
DML操作遵循ACID模型,支持事务;
行级锁,提高并发访问性能;
支持外键FOREIGN KEY约束,保证数据的完整性和正确性;
3). 文件
xxx.ibd:xxx代表的是表名,innoDB引擎的每张表都会对应这样一个表空间文件,存储该表的表结
构(frm-早期的 、sdi-新版的)、数据和索引。
1). 介绍
MyISAM是MySQL早期的默认存储引擎。
2). 特点
不支持事务,不支持外键
支持表锁,不支持行锁
访问速度快
3). 文件
xxx.sdi:存储表结构信息
xxx.MYD: 存储数据
xxx.MYI: 存储索引
1). 介绍
Memory引擎的表数据时存储在内存中的,由于受到硬件问题、或断电问题的影响,只能将这些表作为
临时表或缓存使用。
2). 特点
内存存放
hash索引(默认)
3).文件
xxx.sdi:存储表结构信息
①. InnoDB引擎, 支持事务, 而MyISAM不支持。
②. InnoDB引擎, 支持行锁和表锁, 而MyISAM仅支持表锁, 不支持行锁。
③. InnoDB引擎, 支持外键, 而MyISAM是不支持的。
在选择存储引擎时,应该根据应用系统的特点选择合适的存储引擎。对于复杂的应用系统,还可以根据
实际情况选择多种存储引擎进行组合。
索引(index)是帮助MySQL高效获取数据的数据结构(有序)。在数据之外,数据库系统还维护着满足
特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据, 这样就可以在这些数据结构
上实现高级查找算法,这种数据结构就是索引。
MySQL的索引是在存储引擎层实现的,不同的存储引擎有不同的索引结构,主要包含以下几种:
上述是MySQL中所支持的所有的索引结构,接下来,我们再来看看不同的存储引擎对于索引结构的支持
情况。
注意: 我们平常所说的索引,如果没有特别指明,都是指B+树结构组织的索引。
MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点
的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能,利于排序。
MySQL中除了支持B+Tree索引,还支持一种索引类型—Hash索引。
A. 相对于二叉树,层级更少,搜索效率高;
B. 对于B-tree,无论是叶子节点还是非叶子节点,都会保存数据,这样导致一页中存储
的键值减少,指针跟着减少,要同样保存大量数据,只能增加树的高度,导致性能降低;
C. 相对Hash索引,B+tree支持范围匹配及排序操作;
在MySQL数据库,将索引的具体类型主要分为以下几类:主键索引、唯一索引、常规索引、全文索引。
在在InnoDB存储引擎中,根据索引的存储形式,又可以分为以下两种:
聚集索引选取规则:
接下来,我们来分析一下,当我们执行如下的SQL语句时,具体的查找过程是什么样子的。
具体过程如下:
①. 由于是根据name字段进行查询,所以先根据name='Arm’到name字段的二级索引中进行匹配查
找。但是在二级索引中只能查找到 Arm 对应的主键值 10。
②. 由于查询返回的数据是*,所以此时,还需要根据主键值10,到聚集索引中查找10对应的记录,最
终找到10对应的行row。
③. 最终拿到这一行的数据,直接返回即可。
回表查询: 这种先到二级索引中查找数据,找到主键值,然后再到聚集索引中根据主键值,获取
数据的方式,就称之为回表查询。
CREATE [ UNIQUE | FULLTEXT ] INDEX 索引名字 ON 表名 ( 表字段,... ) ;
SHOW INDEX FROM table_name ;
DROP INDEX 索引名字 ON table_name ;
-- session 是查看当前会话 ;
-- global 是查询全局数据 ;
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______';
过上述指令,我们可以查看到当前数据库到底是以查询为主,还是以增删改为主,从而为数据
库优化提供参考依据。 如果是以增删改为主,我们可以考虑不对其进行索引的优化。 如果是以
查询为主,那么就要考虑对数据库的索引进行优化了。
慢查询日志
慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数(long_query_time,单位:秒,默认10秒)的所有
SQL语句的日志。
MySQL的慢查询日志默认没有开启,我们可以查看一下系统变量 slow_query_log。
如果要开启慢查询日志,需要在MySQL的配置文件(/etc/my.cnf)中配置如下信息:
# 开启MySQL慢日志查询开关
slow_query_log=1
# 设置慢日志的时间为2秒,SQL语句执行时间超过2秒,就会视为慢查询,记录慢查询日志
long_query_time=2
配置完毕之后,通过以下指令重新启动MySQL服务器进行测试,查看慢日志文件中记录的信息
systemctl restart mysqld
show profiles 能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过have_profiling
参数,能够看到当前MySQL是否支持profile操作:
SELECT @@have_profiling ;
可以看到,当前MySQL是支持 profile操作的,但是开关是关闭的。可以通过set语句在
session/global级别开启profiling:
SET profiling = 1;
-- 直接在select语句之前加上关键字 explain / desc
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件 ;
Explain 执行计划中各个字段的含义:
如果索引了多列(联合索引),要遵守最左前缀法则。最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始,
并且不跳过索引中的列。如果跳跃某一列,索引将会部分失效(后面的字段索引失效)。
字符串类型字段使用时,不加引号,索引将失效。
如果仅仅是尾部模糊匹配,索引不会失效。如果是头部模糊匹配,索引失效。
用or分割开的条件, 如果or前的条件中的列有索引,而后面的列中没有索引,那么涉及的索引都不会
被用到。
如果MySQL评估使用索引比全表更慢,则不使用索引。
尽量使用覆盖索引,减少select *。 那么什么是覆盖索引呢? 覆盖索引是指 查询使用了索引,并
且需要返回的列,在该索引中已经全部能够找到 。
当字段类型为字符串(varchar,text,longtext等)时,有时候需要索引很长的字符串,这会让
索引变得很大,查询时,浪费大量的磁盘IO, 影响查询效率。此时可以只将字符串的一部分前缀,建
立索引,这样可以大大节约索引空间,从而提高索引效率。
create index idx_xxxx on 表名(字段(前缀长度)) ;