浅谈MySQL的整体架构

前言

又是新的一周，各位周一好。

由于换工作，找房子这一系列事情都推在了一起，所以最近停更了一个多月。现在所有的事情都已尘埃落定，我也可以安安静静的码字啦。

好了，也不多说，开始新的征程啦。最近一直在看《MySQL技术内幕——InnoDB存储引擎》这本书，也正好记录下吧。

整体架构图

我们先看一下MySQL的架构图，对其先有一个整体的了解。MySQL主要分为四层架构，分别是网络连接层，服务层，存储引擎层，物理层。我们平常写的SQL语句，以及对SQL语句的优化都在服务层，他其实就是遵循一定的原则使得SQL语句能够按我们的预期效果执行。

各部分介绍

网络连接层

主要负责连接管理，授权认证，安全等。每个客户端连接都对应着服务器上的一个线程。服务器上维护一个线程池，避免为每个连接创建和销毁线程。当客户端连接到MySQL服务器时，服务器对其进行认证。可以通过用户名与密码认证，也可以通过SSL证书进行认证。登录认证后，服务器还会验证客户端是否有执行某个查询的操作权限。这一层并不是MySQL所特有的技术。

服务层

该层是MySQL的核心，包括查询缓存，解析器，解析树，预处理器，查询优化器。

• 查询缓存

在正式查询之前，服务器会检查查询缓存，如果能找到对应的查询，则不必进行查询解析，优化，执行等过程，直接返回缓存中的结果集。

• 解析器和预处理器

MySQL的解析器会根据查询语句，构造出一个解析树，主要用于根据语法规则来验证语句是否正确，比如SQL的关键字是否正确，关键字的顺序是否正确。

而预处理器主要是进一步校验，比如表名，字段名是否正确等。

• 查询优化器

查询优化器将解析树转化为查询计划，一般情况下，一条查询可以有很多种执行方式，最终返回相同的结果，优化器就是找到这其中最优的执行计划

• 执行计划

在完成解析和优化阶段后，MySQL根据相应的执行计划去调用存储引擎层提供的相应接口来获取结果。

存储引擎层

负责MySQL数据的存储和提取，是通过提供一系列的接口来屏蔽不同引擎之间的差异。

注意：存储引擎是针对表的，而不是针对库。也就是说同一个库里面的不同表可以拥有不同的存储引擎。

常见的存储引擎有两种，MyISAM和InnoDB，下面我们来看下他们的区别。

首先，我们先创建一个存储引擎为MyISAM的test1表。

create table test1( a INTEGER, b varchar(10) )ENGINE=MyISAM;

我们可以去MySQL的相关目录看一下他实际存储的内容，发现他对应着三个文件。

其次，我们再创建一个存储引擎为InnoDB的test2表。

create table test2( a INTEGER, b varchar(10) )ENGINE=INNODB;

我们再去看一下他实际存储的内容，发现他对应这一个文件。

那么问题就来了，他的数据文件和索引文件存放在哪里啦。这边先留个问题，下下篇"文件"再说。

物理层

将数据存放在硬盘上。

整体流程

我们发送一条SQL语句，其在MySQL中的整体流程究竟是什么样的？

• 用户先通过Navicat等客户端与服务端建立连接，这边需要用户名和密码进行认证，也可以用SSL证书进行认证。

• 登录成功后，MySQL会根据相应权限来判断该角色是否拥有一些表的权限等。

• 如果拥有相关权限，当用户发送一条查询select语句时，MySQL先查询缓存，如果已经有这条语句的缓存，则直接返回，如果没有则执行下面的流程。如果是更新update，新增insert，删除delete则不查询缓存，直接执行下面的流程。

• MySQL会将SQL语句解析为树，然后对其进行校验，比如关键字是否正确，关键字顺序是否正确，表名是否正确，字段是否正确等。如果认证没有成功，则直接返回错误。如果认证成功了，则直接下面流程。

• MySQL对解析树进行查询优化，因为多个SQL可能表达的意思一样，但是消耗的时间可能差别很大。所以MySQL对针对表的存储引擎找到最优的语句执行，也就是生成相应的执行计划。

• 使用上面生成的执行计划，来调用存储引擎层的接口。也就是我们平时使用的explain，其可以用来查看是否走索引，消耗的时间等信息。

• 不同的存储引擎会到相应的物理存储位置，找到相应的数据，封装并返回结果。

• 如果拿到了结果集，并且为select语句，MySQL会将结果放入到缓存中，避免下次再进行相同的操作而造成资源的消耗，同时返回给客户端结果，至此，一条SQL语句的执行过程结束啦。

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