MySQL架构设计思想详解

前言

很多开发同学对SQL优化如数家珍，却对MySQL架构一知半解。岂不是只见树叶，不见森林，终将陷入细节中不能自拔。

今天就一块学习MySQL分层架构，深入了解MySQL底层实现原理，以及每层的作用，我们常见的SQL优化到底在哪一层做了优化？

1. MySQL整体架构

由图中可以看到MySQL架构主要分为Server层和存储引擎层。

Server层又分为连接器、缓存、分析器、优化器、执行器。所有跨存储引擎的功能都在这层实现，比如：函数、存储过程、触发器、视图等。

存储引擎是可插拔式的，常见的存储引擎有MyISAM、InnoDB、Memory等，MySQL5.5之前默认的是MyISAM，之后默认的是InnoDB。

2. 连接器

连接器主要用来管理客户端的连接和用户身份认证。

客户端与Server端的连接采用的是TCP协议，经过TCP握手，建立连接之后，连接器开始进行身份验证。

> mysql -hlocalhost -P3306 -uroot -p

如果认证失败，就会出现错误 ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: YES)。

可以通过 show processlist 命令查看系统所有连接的信息：

其中Commond列表示连接状态，Daemon表示后台进程，Query表示查询，Sleep表示空闲连接。

3. 查询缓存

客户端请求不会直接去存储引擎查询数据，而是先在缓存中查询结果是否存在。如果结果已存在，直接返回，否则再执行一遍查询流程，查询结束后把结果再缓存起来。

如果数据表发生更改，将清空失效缓存，例如 insert、update、delete、alter操作等。

对于频繁变更的数据表来说，缓存命中率很低。使用缓存反而降低了读写性能，所以在MySQL8.0以后就移除了缓存模块。

可以通过下面命令查看是否开启了缓存：

4. 分析器

分析器主要对SQL语句进行词法分析和语法分析。

首先进行词法分析，分析出MySQL的关键字、以及每个词语代表的含义。然后进行语法分析，检测SQL语句是否符合MySQL语法要求。

MySQL通过识别字符串中列名、表名、where、select/update/insert 等MySQL关键字，在根据语法规则判断sql是否满足语法，最终会生成一个抽象语法树(AST)。

比如：SQL语句中少写个where关键字，就会提示错误。

mysql> select * from user id=1;
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 '=1' at line 1

5. 优化器

在真正执行SQL语句之前，还需要经过优化器处理。

我们熟知的执行计划（Explain）就是优化器生成的。

优化器主要有两个作用：逻辑优化和物理优化。

逻辑优化主要进行等价谓词重写、条件化简、子查询消除、连接消除、语义优化、分组合并、选择下推、索引优化查询、表查询替换视图查询、Union替换or操作等。

物理优化主要作用是通过贪婪算法，根据代价估算模型，估算出每种执行方式的代价。并使用索引优化表连接，最终生成查询执行计划。

附上MySQL优化器架构图，可以清晰的看到优化过程：

如果想知道优化器估算结果信息，可以通过Explain查看，关注一灯架构，下篇文章会详细讲解Explain具体用法。

6. 执行器

在优化器优化完SQL，并生成了执行计划后，就会把执行计划传递给执行器。

执行器调用存储引擎接口，真正的执行SQL查询。获取到存储引擎返回的查询结果，并把结果返回给客户端，至此SQL语句执行结束。

7. 总结

本篇文章主要带大家了解了MySQL分层架构，以及每层的架构的作用。可以看出MySQL每层架构分工明确、逻辑清晰，深刻地体现了架构设计中“高内聚，低耦合”的设计思想。我们平时在做架构设计的时候，也要多学习一下这种分层架构的设计思想。

到此这篇关于MySQL架构设计思想详解的文章就介绍到这了,更多相关MySQL架构设计内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！