mysql文档--架构体系--《Mysql底层探索》-文档架构首页
阿丹：
中存在很多其他的文章，一定要细心阅读以及理解！！！
架构体系大纲：
当涉及到MySQL的架构体系时，可以按以下大纲组织：
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客户端/应用程序层：
- 各种客户端工具和应用程序通过网络连接到MySQL服务器。
- 客户端使用MySQL提供的协议与服务器进行通信，并发送SQL查询和接收结果。
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连接管理组件：
- 连接管理组件主要负责处理客户端连接和身份验证。
- 它管理连接池，控制连接的建立和断开，并执行身份验证和授权。
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SQL接口：
- SQL接口接收来自客户端的SQL查询。
- 它解析查询语句并将其转发给适当的处理组件。
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查询优化器和执行计划：
- 查询优化器负责分析和优化查询语句，以确定最佳的查询执行计划。
- 执行计划确定了查询的具体逻辑和物理执行方式。
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存储引擎：
- 存储引擎负责实际存储和检索数据。
- MySQL支持多种存储引擎，如InnoDB、MyISAM、Memory等。
- 每个存储引擎具有自己的数据存储和索引结构、事务处理机制等。
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缓存和缓冲管理：
- 缓存和缓冲管理用于提高查询性能和减少I/O操作。
- MySQL使用查询缓存来缓存查询结果，并使用缓冲区来缓存磁盘上的数据。
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日志管理：
- 日志管理用于记录和恢复数据库的操作和更改。
- MySQL使用二进制日志、事务日志和错误日志来记录关键操作和故障信息。
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事务处理：
- 事务处理用于确保数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。
- MySQL支持ACID事务，并使用锁和读写隔离级别来处理并发访问。
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数据字典：
- 数据字典包含有关数据库结构、表、列等的元数据信息。
- MySQL使用数据字典来管理和存储这些信息，并在查询和操作过程中使用它们。
重点：
存储引擎、缓存和缓冲管理、日志管理、事务管理、数据字典。
本文章探索mysql实现的底层。追求为学习系统化的进行梳理。
存储引擎：
MySQL使用不同的存储引擎来支持底层数据存储和索引结构。每个存储引擎可以实现不同的底层数据结构，下面是MySQL中两个常见的存储引擎及其底层数据结构：
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InnoDB存储引擎：
- InnoDB是MySQL默认的事务性存储引擎，它使用了B+树索引结构。
- 对于表数据的存储，InnoDB使用了聚簇索引（clustered index），即将表数据和主键索引存储在一起，这样可以提高查询性能。
- 辅助索引（secondary index）使用B+树结构存储，与聚簇索引相关联。辅助索引的叶子节点包含主键值，以便在查询时能够定位到正确的行。
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MyISAM存储引擎：
- MyISAM是MySQL的另一个常用存储引擎，它使用了表级锁定和非聚簇索引结构。
- MyISAM使用B+树索引来管理表数据和辅助索引数据。
- 对于表数据的存储，MyISAM将数据行按照插入顺序进行物理存储，而不是根据主键值进行聚簇存储。
- 辅助索引也使用B+树结构进行存储，不同于InnoDB，辅助索引的叶子节点存储指向数据行的物理地址。
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值得注意的是，MySQL还支持其他存储引擎，如Memory存储引擎、CSV存储引擎等，每个存储引擎都可以具有不同的底层数据结构和索引实现，以满足不同的应用需求。选择适当的存储引擎取决于你的应用程序的性能、事务需求和数据访问模式等因素。
innoDB引擎与Mylsam存储引擎的区别
nnoDB和MyISAM是MySQL中两种常用的存储引擎，它们在以下方面存在一些区别：
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事务支持：InnoDB是MySQL中唯一支持事务处理的存储引擎，它采用了ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）的事务特性。这使得在并发环境下数据的一致性得到保证。而MyISAM不支持事务，如果有并发的读写操作，可能会导致数据不一致。
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锁级别：InnoDB使用行级锁（row-level locking），可以更细粒度地锁定数据，提供更好的并发性能。而MyISAM只支持表级锁（table-level locking），在同时进行读写操作时可能会出现锁冲突，导致性能下降。
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数据存储方式：InnoDB将数据和索引存储在同一个文件中，而MyISAM将数据和索引存储在不同的文件中。这使得InnoDB在进行范围查询和排序操作时具有更好的性能，因为相关的数据通常存储在一起。
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外键支持：InnoDB支持外键（foreign key）约束，可以确保关联表之间的数据完整性。MyISAM不支持外键约束。
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全文搜索：MyISAM是MySQL中唯一一个支持全文搜索索引的存储引擎。InnoDB在MySQL 5.6及更高版本中也开始支持全文索引功能。
综上所述，InnoDB相较于MyISAM具有更多的高级功能和可靠性，适用于需要事务支持、高并发性能和数据一致性的应用场景。MyISAM则适合于主要进行插入操作和全文搜索的应用场景。选择合适的存储引擎应根据实际需求和优化目标进行决策。
mysql中的其他存储引擎
除了InnoDB和MyISAM，MySQL还提供了其他存储引擎。以下是一些常见的MySQL存储引擎：
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Memory（或Heap）：Memory引擎将表数据存储在内存中，适用于对于速度和临时性而言非常重要的场景，但是当数据库关闭时，数据将丢失。
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Archive：Archive引擎使用压缩算法存储数据，对于数据存档和只读目的非常有用。它适用于大量历史数据的存储，但不支持索引，只支持插入、查询和删除。
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Federated：Federated引擎允许将数据从一个MySQL服务器存储在另一个MySQL服务器上。它可以在不同的数据库实例之间实现数据共享和分布式查询。
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CSV：CSV引擎将表数据存储为逗号分隔的值（CSV）文件，适用于导入和导出数据。
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Blackhole：Blackhole引擎接收写操作但不实际将它们存储在磁盘上，而是将它们丢弃。它用于复制或转发操作，并且不占用磁盘空间。
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NDB Cluster：NDB Cluster（或MySQL Cluster）引擎是一个分布式存储引擎，适用于高可用性和高写入负载的大规模数据库集群。它提供了自动数据分片和复制，是MySQL的集群解决方案。
每个存储引擎都具有自己的特点和应用场景，选择合适的存储引擎应根据应用程序的需求，例如数据一致性、事务支持、读写频率等因素进行决策。在选择存储引擎时，需要仔细评估每个引擎的功能和限制，确保符合需求。
mysql中的锁
MySQL中有多种类型的锁用于控制对数据的并发访问。以下是MySQL中常见的锁类型：
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表级锁（Table-level lock）：
- 表级锁是对整个表进行锁定，其他会话无法同时对同一表进行修改操作。这种锁是MySQL默认的锁策略，适用于并发较低的场景或者需要全表修改的情况。
- 表级锁包括读锁（共享锁）和写锁（独占锁）。读锁之间不互斥，多个会话可以同时持有读锁；而写锁之间互斥，只有一个会话可以获得写锁。
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行级锁（Row-level lock）：
- 行级锁是对数据行进行锁定，可以允许在同一表上并发地读取和写入不同的行。这种锁提供了更细粒度的并发控制，可以减少锁冲突和提高并发性能。
- 行级锁可以是共享锁（读锁）或独占锁（写锁）。共享锁允许并发读取，但阻止写入操作；独占锁则要求排它性访问，其他会话无法同时对同一行进行修改操作。
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页级锁（Page-level lock）：
- 页级锁是对数据页进行锁定，每个数据页包含多个数据行。它介于表级锁和行级锁之间，在并发性能和锁粒度之间取得平衡。
- 页级锁对于少量修改操作时可能比表级锁更有效，但对于高并发环境下的大规模修改操作，页级锁可能导致锁冲突和性能问题。
MySQL还支持其他类型的锁，如意向锁（Intent Lock）、间隙锁（Gap Lock）和记录锁（Record Lock）等，用于在不同的情况下做更精确的锁定。这些锁都旨在保证数据的一致性和并发性能。
为了正确使用锁，需要了解锁的类型和使用方式，避免锁住过多的资源，减少锁冲突和死锁的发生。根据具体的业务需求和并发访问模式，选择合适的锁策略以提高数据库系统的性能和可用性。
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数据字典
MySQL中的数据字典是一个存储关于数据库和其表的元数据信息的系统表。数据字典包含了有关数据库、表、列、索引、约束等的详细信息。以下是关于MySQL数据字典的一些重要信息：
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INFORMATION_SCHEMA：MySQL中的数据字典信息存储在一个名为INFORMATION_SCHEMA的系统数据库中。它包含了一系列的系统表，这些表存储了关于数据库、表、列、索引、视图、用户权限等的元数据信息。
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数据字典表：INFORMATION_SCHEMA数据库中的表可以查询用于获取数据库和表的元数据信息。例如，可以使用"INFORMATION_SCHEMA.TABLES"来获取数据库中的所有表，或使用"INFORMATION_SCHEMA.COLUMNS"来获取表的列信息。
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元数据信息：数据字典表提供了丰富的元数据信息，如表名、列名、数据类型、索引、主键、外键和约束等。使用这些表，可以查询和了解数据库中的结构和属性，以便进行管理和优化。
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动态更新：数据字典是动态更新的，它反映了数据库对象的实时状态。当创建、修改或删除数据库对象时，数据字典将自动更新以反映这些更改。
利用数据字典，您可以查询数据库的结构以及相关的元数据信息，以帮助您管理数据库和进行性能优化。可以使用SQL语句与INFORMATION_SCHEMA表进行交互，以获取所需的信息。这对于开发人员、数据库管理员和分析师来说都是非常有用的工具。
undo log（撤销日志）与redo log（重做日志）
Undo log是InnoDB特有的日志类型，其作用是记录每个事务所做的修改操作，以便在事务回滚或数据库恢复时撤销这些修改。Undo log用于实现事务的原子性、隔离性和一致性。
Redo log是大多数数据库管理系统中常见的概念，它也在InnoDB中使用。Redo log记录了事务对数据库所做的修改操作，以便在数据库崩溃或故障恢复时重新执行这些操作，确保数据的持久性。
因此，虽然undo log是InnoDB存储引擎中独有的日志类型，但redo log是常见于许多数据库管理系统中对数据持久性进行保护的一种机制。这两种日志类型在InnoDB中的结合使用，确保了事务的原子性、一致性和持久性。