MySql之整体架构

爱被打了一巴掌 2023-05-29 15:23 22阅读 0赞

## MySQL整体架构 ##

与所有服务端软件一样，`MySQL`采用的也是`C/S架构`，即客户端(`Client`)与服务端(`Server`)架构，我们在使用`MySQL`的时候，都是以客户端的身份，发送请求连接到运行服务端的`MySQL`守护进程，而`MySQL`服务器端则根据我们的请求进行处理并把处理后的结果返回给我们，这个过程可以简单地抽像成下面的示意图：

![format_png][]

### 客户端(Client) ###

在安装后`MySQL`之后，在其安装目录的`bin`目录下，有一个`mysql`命令，这就是一般我们所说的`MySQL`客户端，不过这是`MySQL`官方提供的命令行客户端。

在`shell`输入`mysql`命令，便可以开始连接`MySQL`服务器了，如下：

$ mysql -u root -p
    Enter password:*******

输入密码之后，便进入如下所示的`MySQL`客户端交互界面：

Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
    Your MySQL connection id is 25338 to server version: 5.7.29-standard
    
    Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the buffer.
    
    mysql>

上面的箭头表示等待输入，这就是说，我们可以发`MySQL`服务器发送各种语句了。

输入\\q,exit,quit则可以退出客户端，如：

mysql>exit
    Bye

除了`MySQL`原生的命令行客户端，其实更常用的还有一些`GUI`客户端，比如我们比较用的`Navicat`，另外还有各种编程语言提供的访问`MySQL`的类库，其实都是连接到`MySQL`的客户端。

### 服务端(Server) ###

上面的示意图可能太过于抽象和简单，再深入到`MySQL`服务器的内部，我们可以使用下面的示意更加详尽地描述整个`MySQL`的逻辑架构：

![format_png 1][]

**MySQL架构逻辑图**

我们所说的`MySQL`其实更多的时候是指`MySQL`服务端，`MySQL`服务端是负责响应客户端请求的守护进程。

在`MySQL`安装目录下运行下面的命令便可以启动`MySQL`服务器守护进程，不过一般我们不采用这种方式，而是使用系统服务的方式启动`MySQL`守护进程。

$ bin/mysqld

从上面的示意图可以看出来，`MySQL`的服务端大体上可以分为Server层和存储引擎层，而Server层分别为连接管理、解析与优化、查询优化器和执行器，而Server层与存储引擎之间的交互则通过统一的API进行调用，下面我们来详细了解MySQL Server的各个组件的功能与作用。

连接管理器

`连接管理器`的作用是管理和维持所有MySQL客户端的请求连接，当我们向`MySQL`发起请求时，`连接管理器`会负责创建连接并校验用户的权限。

对于已经建立的连接，如果没有太久没有发送请求，连接管理器会自动断开连接，我们可以通过设置变量`wait_timeout`决定多久断开不活跃的连接。

查询缓存

当我们与连接器建立连接后，如果我们执行的是`SELECT`语句，那么连接器会先从`查询缓存`中查询，看看之前是否执行过这条语句，如果没有再往走，如果有则判断相应的权限，符合权限，则直接返回结果。

`查询缓存`其实是把查询语句当作一个`key`，查询结果当用`value`，建立起来的`key-value`缓存结构。

不过，当数据表的数据发生变化时，其所对应的查询缓存则会失败，因此很多时候往往不能命中查询缓存，所以一般建议不要使用`查询缓存`。

mysql> select SQL_CACHE * from users where uid = 1000；

可能`MySQL`官方团队也意识到查询缓存的作用不大，在`MySQL 8.0`版本中已经将查询缓存的整块功能删掉了，所以如果你用的是`MySQL 8.0`的版本，查询缓存的功能就不存在了。

解析器

当在查询缓存中没有命令查询时，则需要真正执行语句，这时候就交给`解析器`先进行词法分析，对我们输入的语句进行拆解，折解后再进行语法分析，判断我们输入的语句是不是符合`MySQL`的语法规则，如果输入的语句不符合MySQL语法规则，则停止执行并提示错误。

比如我们输入下面的错误语句：

select * users

由于上面的语句少了`from`，所以会返回下面的错误提示：

ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'users' at line 1

查询优化器

我们输入的语句，经过分析器的词法和语法分析，`MySQL`服务器已经知道我们要查询什么了，不过，在开始查询前，还要交由查询优化器进行优化。

在优化的过程，优化器会根据`SQL`语句的查询条件决定使用哪一个索引，如果有连接(`join`)，会决定表的查询顺序，最终会根据优化的结果生成一个执行计划交由下面的执行器去执行。

执行器

`SQL语句`在经过查询优化器的优化后，接下来就交由执行器开始执行，不过执行器在开始执行前，会判断用户对相应的数据表是否有权限。

如果用户有权限，则开始调用数据，与其数据库不同的，`MySQL`的数据存储与调用交由存储实现，当我们调用时，执行器通过存储引擎API向底层的存储发送相应的指令，存储引擎负责具体执行，并将执行结果告诉执行器，然后再返回给客户端。

存储引擎

`存储引擎`，也叫做`表类型`，其具体作用便是决定一个数据表怎么处理和存储表中的数据，`MySQL`支持多种不同的存储引擎，而且存储引擎被设计为可插拔式的，在同一个数据库中，不同的数据表可以使用不同的存储引擎。

`Innodb`是`MySQL`的默认存储引擎，也是常用的存储引擎，另外比较常用的存储引擎还有`MyISAM`和`Momery`。

查询支持的存储引擎

在连接到MySQL服务端之后，我们可以使用下面的命令查询当前`MySQL`服务器支持的存储引擎：

mysql > show engines

上面语句的执行结果，如下表所示：

+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
    | Engine             | Support | Comment                                                        | Transactions | XA   | Savepoints |
    +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
    | InnoDB             | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys     | YES          | YES  | YES        |
    | MRG_MYISAM         | YES     | Collection of identical MyISAM tables                          | NO           | NO   | NO         |
    | MEMORY             | YES     | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables      | NO           | NO   | NO         |
    | BLACKHOLE          | YES     | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO           | NO   | NO         |
    | MyISAM             | YES     | MyISAM storage engine                                          | NO           | NO   | NO         |
    | CSV                | YES     | CSV storage engine                                             | NO           | NO   | NO         |
    | ARCHIVE            | YES     | Archive storage engine                                         | NO           | NO   | NO         |
    | PERFORMANCE_SCHEMA | YES     | Performance Schema                                             | NO           | NO   | NO         |
    | FEDERATED          | NO      | Federated MySQL storage engine                                 | NULL         | NULL | NULL       |
    +--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
    9 rows in set (0.00 sec)

从上面的表格中，可以看出我本地的`MySQL`支持9种存储引擎，上面表格中，`Engine`列显示的是存储引擎的名称，`Support`列说明该引擎是否可用，`DEFAULT`则说明该引擎为默认引擎，`Comment`是该引擎的说明，`Transactions`列用于说明存储引擎是否支持事务，`XA`列说明该存储引擎是否支持分布事务，`Savepoints`列说明存储引擎是否支持部分事务回滚。

指定存储引擎

`Innodb`是`MySQL`的默认存储引擎，这意味着，如果你在创建数据表的时候没有指定存储引擎，则默认使用`Innodb`，而下面的语句，则演示了在创建数据表时，重新指定存储引擎，如下面的`users`数据表，我们使用了`MyISAM`存储引擎。

mysql> CREATE TABLE users(
        -> uid int not null,
        -> username varchar(32) not null,
        -> email varchar(64) not null,
        -> gender tinyint not null,
        -> primary key(uid)
        -> )engine=MyISAM
        -> ;

修改表的存储引擎

对于已经创建好的数据，也可以通过下面的语句修改其存储引擎：

ALTER TALBE 数据表名称 ENGINE=存储引擎的名称

比如我们把`users`表的存储引擎从`MyISAM`改为`InnoDB`

ALTER TABLE users ENGINE=InnoDB;

## 小结 ##

“不畏浮云遮望眼，自缘身在最高层”，对`MySQL`基础架构的学习与了解，让我们可以站在最高处，有助于我们鸟瞰`MySQL`的全貌，了解`MySQL`的整体运行情况，让我们可以从全局思考如何解决问题，而不是局限于某个方面。

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