深度好文：MySQL体系结构

MySQL采用的是客户/服务器体系结构，实际是有两个程序，一个是MySQL服务器程序，指的是mysqld程序，运行在存放数据库的机器上，负责在网络上监听并处理来自客户的服务请求，根据这些请求去访问数据库的内容，再把信息回传给客户；另一个程序时MySQL客户程序，负责连接到数据库服务器，并通过向服务器发出查询命令来告知服务器需要哪些信息

MySQL总体结构分为四层

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组件说明

连接层

Connectors

指的是不同语言中与SQL的交互

服务层

Management Serveices & Utilities

系统管理和控制工具

Connection Pool

连接池，管理缓冲用户连接，线程处理等需要缓存的需求。 负责监听对 MySQL Server 的各种请求，接收连接请求，转发所有连接请求到线程管理模块。每一个连接上 MySQL Server 的客户端请求都会被分配（或创建）一个连接线程为其单独服务。

而连接线程的主要工作就是负责 MySQL Server 与客户端的通信，接受客户端的命令请求，传递 Server 端的结果信息等。线程管理模块则负责管理维护这些连接线程。包括线程的创建，线程的 cache 等。

SQL Interface

接受用户的SQL命令，并且返回用户需要查询的结果。比如select from就是调用SQL Interface

Parser

解析器，SQL命令传递到解析器的时候会被解析器验证和解析。解析器是由Lex和YACC实现的，是一个很长的脚本。

在 MySQL中我们习惯将所有 Client 端发送给 Server 端的命令都称为 query ，在 MySQL Server 里面，连接线程接收到客户端的一个 Query 后，会直接将该 query 传递给专门负责将各种 Query 进行分类然后转发给各个对应的处理模块。
主要功能：

• 将SQL语句进行语义和语法的分析，分解成数据结构，然后按照不同的操作类型进行分类，然后做出针对性的转发到后续步骤，以后SQL语句的传递和处理就是基于这个结构的。
• 如果在分解构成中遇到错误，那么就说明这个sql语句是不合理的

Optimizer

查询优化器，SQL语句在查询之前会使用查询优化器对查询进行优化。就是优化客户端请求的 query（sql语句） ，根据客户端请求的 query 语句，区分出是select语句转发给Optimizer，优化处理掉一些常量表达式的预算，直接转换为常量值。并对Query中的查询条件进行简化和转换，如去掉一些无用或者显而易见的条件，结构调整等，然后分析Query中的Hint信息，看显示Hint信息是否可以完全确定该Query的执行计划，如果没有Hint或者Hint信息还不足以完全确定执行计划，则会读取所涉及对象的统计信息，根据Query进行写相应的计算分析，然后得出最后的执行计划。

他使用的是“选取-投影-联接”策略进行查询。

   用一个例子就可以理解： select uid,name from user where gender = 1;
   这个select 查询先根据where 语句进行选取，而不是先将表全部查询出来以后再进行gender过滤
   这个select查询先根据uid和name进行属性投影，而不是将属性全部取出以后再进行过滤
   将这两个查询条件联接起来生成最终查询结果

Cache和Buffer

查询缓存，主要功能是将客户端提交给MySQL的 Select类 query 请求的返回结果集 cache 到内存中，与该 query 的一个 hash 值 做一个对应。该 Query 所取数据的基表发生任何数据的变化之后，MySQL 会自动使该 query 的Cache 失效。在读写比例非常高的应用系统中， Query Cache 对性能的提高是非常显著的。当然它对内存的消耗也是非常大的。
如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等

buffer是写缓存，cache是读缓存

插件式存储引擎层Engine

存储引擎接口模块，MySQL区别于其他数据库的最重要的特点就是其插件式的表存储引擎。MySQL插件式的存储引擎架构提供了一系列标准的管理和服务支持，这些标准与存储引擎本身无关，可能是每个数据库系统本身都必需的，如SQL分析器和优化器等，而存储引擎是底层物理结构的实现，每个存储引擎开发者都可以按照自己的意愿来进行开发。

存储引擎是基于表的，而不是数据库。

交互过程

程序的请求通过mysql的connectors与其进行交互，请求会进入连接池(Connection Pool)中并交给管理器(Management Serveices & Utilities)管理，当该请求从等待队列进入到处理队列，管理器会将请求丢给SQL接口(SQL Interface)，SQL接口接收到请求后，会将请求进行hash处理并与缓存中的结果进行对比，如果完全匹配则通过缓存直接返回处理结果；否则将由SQL接口传给解释器(Parser)，解释器会判断SQL语句是否正确，如果正确则将SQL语句转化为数据结构，解释器处理完，则将数据结构传给优化器(Optimizer)，优化器会产生多种执行计划，会根据该sql所涉及到的数据表的相关统计信息进行计算分析(这个统计数据是使用ANALYZE table 表名命令通知mysql对表的相关数据做分析之后所获得的一些数据统计量)，最终数据库会选择最优的方案将SQL语句交给存储引擎(Engine)处理，存储引擎将会到后端的存储设备中取得相应的数据，并返回给程序

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