java八股文面试[数据库]——MySQL的体系架构

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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系统文件层。

一、网络连接层
  • 客户端连接器(Client Connectors):提供与MySQL服务器建立的支持。目前几乎支持所有主流的服务端编程技术,例如常见的 Java、C、Python、.NET等,它们通过各自API技术与MySQL建立连接。

二、服务层(MySQL Server)

服务层是MySQL Server的核心,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。

  • 连接池(Connection Pool):负责存储和管理客户端与数据库的连接,一个线程负责管理一个连接。

  • 系统管理和控制工具(Management Services & Utilities):例如备份恢复、安全管理、集群管理等

  • SQL接口(SQL Interface):用于接受客户端发送的各种SQL命令,并且返回用户需要查询的结果。比如DML、DDL、存储过程、视图、触发器等。

  • 解析器(Parser):负责将请求的SQL解析生成一个"解析树"。然后根据一些MySQL规则进一步检查解析树是否合法。

  • 查询优化器(Optimizer):当“解析树”通过解析器语法检查后,将交由优化器将其转化成执行计划,然后与存储引擎交互。

    select uid,name from user where gender=1;

    选取--》投影--》联接 策略

    1)select先根据where语句进行选取,并不是查询出全部数据再过滤

    2)select查询根据uid和name进行属性投影,并不是取出所有字段

    3)将前面选取和投影联接起来最终生成查询结果

  • 缓存(Cache&Buffer): 缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存,记录缓存,权限缓存,引擎缓存等。如果查询缓存有命中的查询结果,查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。

三、存储引擎层(Pluggable Storage Engines)

存储引擎负责MySQL中数据的存储与提取,与底层系统文件进行交互。MySQL存储引擎是插件式的,服务器中的查询执行引擎通过接口与存储引擎进行通信,接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异 。现在有很多种存储引擎,各有各的特点,最常见的是MyISAM和InnoDB。

四、系统文件层(File System)

该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,是文件的物理存储层。主要包含日志文件,数据文件,配置文件,pid 文件,socket 文件等。

  • 日志文件

    • 错误日志(Error log) 默认开启,show variables like '%log_error%'

    • 通用查询日志(General query log) 记录一般查询语句,show variables like '%general%';

    • 二进制日志(binary log) 记录了对MySQL数据库执行的更改操作,并且记录了语句的发生时间、执行时长;但是它不记录select、show等不修改数据库的SQL。主要用于数据库恢复和主从复制。 show variables like '%log_bin%'; //是否开启 show variables like '%binlog%'; //参数查看 show binary logs;//查看日志文件

    • 慢查询日志(Slow query log) 记录所有执行时间超时的查询SQL,默认是10秒。 show variables like '%slow_query%'; //是否开启 show variables like '%long_query_time%'; //时长

  • 配置文件 用于存放MySQL所有的配置信息文件,比如my.cnf、my.ini等。

  • 数据文件

    • db.opt 文件:记录这个库的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(meta)信息,包括表结构的定义信息等,每一张表都会有一个frm 文件。

    • MYD 文件:MyISAM 存储引擎专用,存放 MyISAM 表的数据(data),每一张表都会有一个 .MYD 文件。

    • MYI 文件:MyISAM 存储引擎专用,存放 MyISAM 表的索引相关信息,每一张 MyISAM 表对应一个 .MYI 文件。

    • ibd文件和 IBDATA 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。独享表空间使用 .ibd 文件来存放数据,且每一张 InnoDB 表对应一个 .ibd 文件。共享表空间使用 .ibdata 文件,所有表共同使用一个(或多个,自行配置).ibdata 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 Unix/Linux 环境下的一个进程文件,和许多其他 Unix/Linux 服务端程序一样,它存放着自己的进程 id

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

知识来源:马士兵教育

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