詳解MySql 整體結構

MySql 整體結構

#MySQL 由連接池、SQL 介面、解析器、最佳化器、快取、存儲引擎等組成，可分為三層，分別為MySQL Server 層、儲存引擎層、檔案系統層。 MySQL Server 層又包含連接層和 SQL 層。如下是官方文件中MySQL 的基礎架構圖：

上圖中，Connection pool 為連接層，Management Services & Utilities …Caches & Buffers 為SQL 層，Pluggable Storage Engines 為儲存引擎層，File system、Files & Logs 為檔案系統層。

Connectors 不屬於以上任何一層，可以將 Connectors 理解為各種客戶端、應用程式服務，主要指的是不同語言與 SQL 的互動。

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1. 連結層

應用程式透過介面（如ODBC、JDBC）來連接MySQL，最早連接處理的是連接層。連接層包括通訊協定、執行緒處理、使用者名稱密碼認證 3 部分。

• 通訊協定負責偵測客戶端版本是否相容於 MySQL 服務端。
  -線程處理是指每個連接請求都會分配一個對應的線程，相當於一條 SQL 對應一個線程，一個線程對應一個邏輯 CPU，在多個邏輯 CPU 之間進行切換。
  -密碼認證用來驗證使用者建立的帳號、密碼，以及 host 主機授權是否可以連接到 MySQL 伺服器。

Connection Pool（連線池）屬於連接層。由於每次建立連接都需要消耗很多時間，連接池的作用就是將用戶連接、用戶名、密碼、權限校驗、線程處理等需要緩存的需求緩存下來，下次可以直接用已經建立好的連接，提升伺服器效能。

2. SQL層

SQL 層是 MySQL 的核心，MySQL 的核心服務都是在這層實現的。主要包含權限判斷、查詢快取、解析器、預處理、查詢最佳化器、快取和執行計畫。

• 權限判斷可以審核使用者有沒有存取某個函式庫、某個表，或是表裡某行資料的權限。
• 查詢快取透過 Query Cache 進行操作，如果資料在 Query Cache 中，則直接傳回結果給客戶端，不必再進行查詢解析、最佳化和執行等過程。
• 查詢解析器針對 SQL 語句進行解析，判斷語法是否正確。
• 預處理器對解析器無法解析的語意進行處理。
• 查詢最佳化器對 SQL 進行改寫和對應的最佳化，並產生最優的執行計劃，就可以呼叫程式的 API 接口，透過儲存引擎層存取資料。

Management Services & Utilities、SQL Interface、Parser、Optimizer 和 Caches & Buffers 屬於 SQL 層，詳細說明如下表所示。

名稱	說明
#Management Services & Utilities	MySQL 的系統管理與控制工具，包括備份還原、MySQL 複製、叢集等。
SQL Interface（SQL 介面）	用來接收使用者的 SQL 指令，傳回使用者需要查詢的結果。例如 SELECT FROM 就是呼叫 SQL Interface。
Parser（查詢解析器）	在SQL 指令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析，以便MySQL 最佳化器可以辨識的資料結構或傳回SQL 語句的錯誤。
Optimizer（查詢最佳化器）	SQL 語句在查詢之前會使用查詢最佳化器對查詢進行最佳化，同時驗證使用者是否有權限進行查詢，快取中是否有可用的最新數據。它使用“選取-投影-連接”策略進行查詢。例如 SELECT id, name FROM student WHERE gender = "女";語句中，SELECT 查詢先根據 WHERE 語句進行選取，而不是將表格全部查詢出來以後再進行 gender 篩選。 SELECT 查詢先根據 id 和 name 進行屬性投影，而不是將屬性全部取出以後再進行過濾，將這兩個查詢條件連接起來產生最終查詢結果。
Caches & Buffers（查詢快取）	如果查詢快取有命中的查詢結果，查詢語句就可以直接去查詢快取中取資料。這個快取機制是由一系列小型快取組成的，例如表格快取、記錄快取、key 快取、權限快取等。

3. 儲存引擎層

Pluggable Storage Engines 屬於儲存引擎層。儲存引擎層是 MySQL 資料庫區別於其他資料庫最核心的一點，也是 MySQL 最具特色的一個地方。主要負責 MySQL 中資料的儲存和提取。

因為在關聯式資料庫中，資料的儲存是以表格的形式儲存的，所以儲存引擎也可以稱為表格類型（即儲存和操作此表的類型）.

#4. 檔案系統層

檔案系統層主要是將資料庫的資料儲存在作業系統的檔案系統之上，並完成與儲存引擎的互動。

檔案系統層主要是將資料庫的資料儲存在作業系統的檔案系統之上，並完成與儲存引擎的互動。

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