MySQL 架构

执行流程简介

• 主要分为server层和存储引擎层。
  • server层主要分为：连接器、解析器、优化器、执行器、查询缓存
    1. 连接器：主要作用就是用户认证、给用户创建连接并使用连接池维护连接。
    2. 查询缓存：建立连接之后，就可以进行SQL操作了，如果该SQL语句在查询缓存中可以匹配到，则不需要找后面的模块了，但是查询缓存不建议使用。查询缓存中缓存的记录，如果对于的表发生写操作，那么这些记录都会从缓存中删除。在MySQL8以后，该功能直接去除掉了。在查询缓存中，key就是SQL语句，value是对应的结果。
    3. 解析器：词法解析、语法解析。
       1. 词法解析：根据空格将SQL语句拆分。拆分出来SQL关键字和非关键字（表、列）
       2. 语法解析：将SQL进行语法校验，是否符合SQL92标准或者MySQL的语法标准。并且在此处分析是DDL、还是DML、还是DQL语句。
    4. 优化器：优化索引，在此时会选择一个索引使用。并且在此时形成执行计划（如何使用索引、如何多表关联）。
    5. 执行器：按照优化之后的SQL，去调用存储引擎层，完成对应的操作。
  • 存储引擎层：是真正和数据的读写有关系的。存储引擎是MySQL模块中真正和物理磁盘进行交互的部分。而存储引擎在MySQL中是采用插件式方式的。

客户端：

select * ftom t where id = 1;

服务端：

1. 调用连接器，去用户认证、建立连接、查询该用户的权限。
2. 查询缓存，缓存中如果有记录，则直接返回结果。
3. 调用解析器，对SQL语句进行词法分析和语法分析，也会进行SQL语法校验。
4. 调用优化器，对SQL生成执行计划，并且在此时选择哪个索引进行搜索。
5. 调用执行器，按照SQL的语句的执行计划，去调用存储引擎层，完成操作。
6. 把查询结果返回给客户端，并且保存到查询缓存中。

MySQL 存储引擎

1. MySQL数据库特性: 提供了多种存储引擎。
2. 而且存储引擎是针对表的, 也就是说，同一数据库不同的表可以选择不同的存储引擎 creat table xxx()engine=InnoDB/Memory/MyISAM

MySQL存储引擎种类

1. MyISAM 高速引擎，拥有较高的插入，查询速度，但不支持事务
2. InnoDB 5.5版本后MySQL的默认数据库，支持事务和行级锁定，比MyISAM处理速度稍慢
3. ISAM MyISAM的前身，MySQL5.0以后不再默认安装
4. MRG_MyISAM（MERGE） 将多个表联合成一个表使用，在超大规模数据存储时很有用
5. Memory 内存存储引擎，拥有极高的插入，更新和查询效率。但是会占用和数据量成正比的内存空间。只在内存上保存数据，意味着数据可能会丢失
6. Falcon 一种新的存储引擎，支持事物处理，传言可能是InnoDB的替代者
7. Archive 将数据压缩后进行存储，非常适合存储大量的独立的，作为历史记录的数据，但是只能进行插入和查询操作
8. CSV CSV 存储引擎是基于 CSV 格式文件存储数据(应用于跨平台的数据交换)

查看存储引擎：mysql> show engines;

InnoDB和MyISAM存储引擎区别：

1. 存储文件
   • Innodb: .frm 表定义文件 .ibd 数据文件和索引文件
   • Myisam: .frm 表定义文件 .myd 数据文件 .myi 索引文件
2. 锁
   • Innodb: 表锁、行锁
   • MyISAM: 表锁
3. 事物
   • Innodb: 支持
   • MyISAM: 不支持

• MyISAM使用场景读的效率高,用于数据分析

物理结构

• MySQL是通过文件系统对数据和索引进行存储的。
• MySQL从物理结构上可以分为日志文件和数据索引文件。
• MySQL在Linux中的数据索引文件和日志文件都在/var/lib/mysql目录下

日志文件（顺序IO）

可以通过命令查看当前数据库中的日志使用信息： mysql> show variables like "log_%";

错误日志（err log）

• 默认是开启的，而且从5.5.7以后无法关闭错误日志，错误日志记录了运行过程中遇到的所有严重的错误信息,以及 MySQL每次启动和关闭的详细信息。
• 默认的错误日志名称：hostname.err。
• 修改/etc/my.cnf配置文件如下:

log_error可以直接定义为文件路径，也可以为ON|OFF；
log_warings只能使用1|0来定义开关启动

二进制日志（bin log）

1. 默认是关闭的，需要通过配置：log-bin=mysql-bin进行开启。其中mysql-bin是binlog日志文件的basename，binlog日志文件的名称：mysql-bin-000001.log
2. 介绍:
   • binlog记录了数据库所有的ddl语句和dml语句，但不包括select语句内容，语句以事件的形式保存，描述了数据的变更顺序，binlog还包括了每个更新语句的执行时间信息，binlog主要作用是用于恢复数据，因此binlog对于灾难恢复和备份恢复来说至关重要。如果是DDL语句，则直接记录到binlog日志，而DML语句，必须通过事务提交才能记录到binlog日志中。
3. 作用:
   • binlog主要用于实现mysql主从复制、数据备份、数据恢复。

通用查询日志（general query log）

默认情况下通用查询日志是关闭的。由于通用查询日志会记录用户的所有操作，其中还包含增删查改等信息，在并发操作大的环境下会产生大量的信息从而导致不必要的磁盘IO，会影响mysql的性能的。如若不是为了调试数据库的目的建议不要开启查询日志。

慢查询日志（slow query log）

• 默认是关闭的。需要通过以下设置进行开启：

  	slow_query_log=ON
  	long_query_time=10 // 记录执行时间超过long_query_time秒的所有查询，便于收集查询时间比较长的SQL语句
  

事务日志（redo /undo log）

• 事务日志（InnoDB特有的日志）也叫redo日志。
• 文件名为"ib_logfile0"和“ib_logfile1”，默认存放在表空间所在目录。
• 还有一个日志文件叫undo 日志，默认存储在ib_data目录下。

中继日志（relay log）

• 是在主从复制环境中产生的日志。
• 主要作用是为了从机可以从中继日志中获取到主机同步过来的SQL语句，然后执行到从机中。

数据文件( 随机IO )

• 查看MySQL数据文件：SHOW VARIABLES LIKE ‘%datadir%’;

InnoDB数据文件

• .frm文件：主要存放与表相关的数据信息,主要包括表结构的定义信息
• .ibd：使用独享表空间存储表数据和索引信息，一张表对应一个ibd文件。
• ibdata文件：使用共享表空间存储表数据和索引信息，所有表共同使用一个或者多个ibdata文件。

MyIsam数据文件

• .frm文件：主要存放与表相关的数据信息,主要包括表结构的定义信息
• .myd文件：主要用来存储表数据信息。
• .myi文件：主要用来存储表数据文件中任何索引的数据树。