文章目录
- MySQL基础架构
- 一、连接器 - 建立连接，权限认证
- 二、查缓存 - 提高效率
- 三、分析器 - 做什么
- 四、优化器 - 怎么做
- 五、执行器 - 执行语句
- 六、存储引擎
- 1、存储引擎的概述
- 2、存储引擎的对比
- 3、存储引擎的命令
- 4、存储引擎的选择
MySQL基础架构
大体来说，MySQL可以分为 Server层 和 存储引擎层 两部分。
Server层：涵盖MySQL的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等）- 所有
跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
- 所有
存储引擎层：负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。
不同的存储引擎共用一个Server层，也就是从连接器到执行器的部分。
一、连接器 - 建立连接，权限认证
连接器：负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。
# 连接命令
mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p
# 本机登录（省略 -h ip -P port）
mysql -u root -p
密码也可以直接跟在-p后面写在命令行中，但这样可能会导致你的密码泄露，所以不建议。
连接命令中的 mysql 是客户端工具，用来跟服务端建立连接。
连接服务包含 本地socket通信 和 基于客户端/服务端工具实现的类似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。
该层引入了线程池的概念，为通过安全认证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。
在完成TCP握手后，连接器开始进行认证：
- 用户名密码错误，会收到一个 “Access denied for user” 的错误，然后客户端程序结束执行。
- 用户名密码正确，连接器会到权限表查出你拥有的权限（之后这个连接的权限判断，都依赖于此时读到的）
这就意味着，一个用户成功建立连接后，即使修改了权限，也不会影响已经存在的连接，只有重新连接才会生效。
连接完成后，如果你没有后续的动作，这个连接就处于空闲状态（
Command列显示为Sleep）
# 查看连接列表
show processlist;
客户端如果太长时间没动静，连接器就会自动将它断开。这个时间由参数
wait_timeout控制，默认值是8小时
- 长连接：连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。
- 短连接：每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立一个。
建立连接的过程通常是比较复杂的，因此在使用中要尽量减少建立连接的动作，也就是尽量使用长连接。
全部使用长连接后，你可能会发现，有些时候MySQL占用内存涨得特别快
MySQL在执行过程中，临时使用的内存是管理在连接对象中的，这些资源在连接断开的时候才会释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉（OOM），从现象看就是MySQL异常重启了。
怎么解决这个问题呢？可以考虑以下两种方案。
- 定期断开长连接。使用一段时间，或程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后再重连。
- 如果用的是MySQL 5.7或更新版本，可以在每次执行一个比较大的操作后，执行 mysql_reset_connection 来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证，但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。
二、查缓存 - 提高效率
执行过的语句及其结果可能会以key-value的形式，被直接缓存在内存中。key是查询语句，value是查询结果。
select * from T where ID=10；
MySQL拿到一个查询请求后，会先查询缓存，如果查询命中缓存就直接返回结果，否则继续执行后面的操作。
查询缓存的失效非常频繁，只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。因此：
- 不推荐用缓存查询：更新频繁的表
- 推荐使用缓存查询：静态表，很长时间才会更新一次
可以将参数 query_cache_type 设置成 DEMAND，默认不查询缓存。也可以通过查询的时候手动指定，如下：
# 查询缓存
select SQL_CACHE * from T where ID=10；
# 不查询缓存
select SQL_NO_CACHE * from T where ID=10；
注意：MySQL 8.0版本直接将查询缓存的整块功能删掉了，也就是说8.0开始彻底没有这个功能了。
三、分析器 - 做什么
如果没有命中缓存，就开始真正执行语句了。首先，MySQL需要知道你要做什么，因此需要对SQL语句做解析。
- 先做 词法分析：解析 SQL语句 字符串的含义（查询/更新？表名/列名？表/列是否存在？）
- 再做 语法分析：判断 SQL语句 是否符合 语法规则。
四、优化器 - 怎么做
经过了分析器，MySQL就知道你要做什么了。在开始执行之前，还要先经过优化器的处理。
- 在表里面有多个索引的时候，决定 使用哪个索引。
- 在一个语句有多表关联（join）的时候，决定 各个表的连接顺序。
优化器阶段完成后，SQL语句的执行方案就确定下来了。
五、执行器 - 执行语句
进入执行器阶段，开始操作引擎，执行语句：
- 先判断对表T有没有执行查询的权限。如果没有，就返回没有权限的错误。
- 如果有权限，就打开表继续执行。执行器就会根据表T的引擎定义，去调用对应引擎提供的接口。
对于下面的语句，分析执行器的执行流程：
select * from T where ID=10;
- 调用InnoDB引擎接口，“取第一行”，判断ID值是不是10，如果是，则将这行存在结果集中，不是则跳过
- 调用InnoDB引擎接口，“取下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
- 执行器将 上述遍历过程中 所有满足条件的行 组成的记录集 作为结果集返回给客户端。
对于有索引的表，执行的逻辑也差不多：
- 第一次调用 “取满足条件的第一行” 这个接口。
- 之后循环调用 “取满足条件的下一行” 这个接口。
在数据库的慢查询日志中有一个rows_examined的字段
- 表示这个语句执行过程中扫描了多少行。这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。
注意：rows_examined ≠ 引擎扫描行数（某些场景下，执行器调用一次，在引擎内部会扫描多行）
六、存储引擎
存储引擎层真正的负责了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。
1、存储引擎的概述
MySQL中的数据用各种不同的技术存储在文件或内存中，包括存储方式、索引技巧、锁定水平等不同功能。这些不同的技术以及配套的功能被称作存储引擎。
Oracle，SqlServer等数据库只有一种存储引擎。MySQL提供了插件式的存储引擎架构（多种存储引擎）。 所以MySQL可以根据需要使用相应引擎，或者编写存储引擎。
MySQL 常用的存储引擎有三种： InnoDB 、MyISAM 、MEMORY。创建表时如果不指定存储引擎，系统就会使用默认的存储引擎， MySQL5.5之前 默认是MyISAM，MySQL5.5之后就改为了InnoDB。
2、存储引擎的对比
| 特点 | InnoDB | MyISAM | MEMORY |
|---|---|---|---|
| 存储限制 | 64TB | 有 | 有 |
| 事务安全 | 支持 | ||
| 锁机制 | 行锁，表锁 | 表锁 | 表锁 |
| 外键 | 支持 | ||
| BTree索引 | 支持 | 支持 | 支持 |
| Hash索引 | 支持 | ||
| 全文索引 | 支持（5.6版本后） | 支持 | |
| 集群索引 | 支持 | ||
| 数据索引 | 支持 | 支持 | |
| 索引缓存 | 支持 | 支持 | 支持 |
| 数据可压缩 | 支持 | ||
| 空间使用 | 高 | 低 | N/A |
| 内存使用 | 高 | 低 | 中等 |
| 批量插入速度 | 低 | 高 | 高 |
3、存储引擎的命令
-- 查看数据库支持的存储引擎
show engines;
-- 查询某个数据表的存储引擎
show table status from 数据库名 where name = '数据表名';
-- 创建表时指定存储引擎
create table 表名(
列名 数据类型 约束,
...
) engine = 存储引擎名;
-- 修改数据表的存储引擎
alter table 表名 engine = 存储引擎名;
-- 设置默认存储引擎
set default_storage_engine = <存储引擎名>
4、存储引擎的选择
# InnoDB（MySQL5.5之后默认的存储引擎）
1. 优点：
1）InnoDB 提供了具有提交、回滚、崩溃恢复能力的事务安全。
2）InnoDB 采用行锁，适合处理并发写操作。
2. 缺点：
会占用更多的磁盘空间以保留数据和索引
3. 场景：
1）对事务的完整性和安全性有比较高的要求。
2）在并发条件下要求数据的一致性，写多读少。
# MyISAM（MySQL5.5之前默认的存储引擎）
1. 优点：
1）MyISAM 内存要求低，节约资源。
2）MyISAM 采用表锁，读取速度快，查询效率高
2. 缺点：
1）不支持事务和外键操作
2）不适合并发写操作
3. 场景：
1）对事务的完整性、并发性要求不是很高。
2）以查询操作为主，只有很少的更新和删除操作，读多写少
# MEMORY
1. 特点:
将所有数据保存在内存中，在需要快速定位记录和其他类似数据环境下，可以提供更快的访问。
2. 使用场景:
通常用于更新不太频繁的小表，用以快速得到访问结果。
