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九、MySQL基础架构概述
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MySQL基础架构
SELECT * FROM student WHERE stu_id = 007;
这样一条简单的 SQL 语句,可以从 student 表中查询得到 stu_id 为 007 的数据,学会写 SQL 语句后,在使用数据库时,只能观察到数据库执行了 SQL 语句,并且返回了所需要的数据。那么,MySQL 在拿到 SQL 语句之后做了哪些操作呢?
这涉及到 MySQL 的基础架构设计,分为 Service 层和存储引擎层,Service 层负责处理与客户端通信、SQL语句的解析和所有内置函数等,而存储引擎层则提供数据的存储和读写接口,其中 Service 层又包含了连接器,缓存,优化器,分析器和执行器。存储引擎层,包含了不同的存储引擎,MySQL 默认是 InnoDB,此外还有 MyISAM 引擎。详见下图:
- 连接器:负责接待客户端,验证权限
- 缓存:查询时,若命中缓存则直接返回结果
- 分析器:分析 SQl 语句的语法和词法
- 优化器:确定 SQL 语句的最佳执行方案
- 执行器:根据优化器的方案,操作存储引擎拿到结果并返回
连接器
连接器的工作,就是负责处理所有客户端的连接请求,在完成TCP握手后,验证账号密码,并且得到对应的权限信息,用于这个连接后续对数据库操作时的权限判断。
可以通过show processlist
查看当前的连接数:
mysql> show processlist;
+----+------+-----------------+-------+---------+-------+----------+------------------+
| Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info |
+----+------+-----------------+-------+---------+-------+----------+------------------+
| 2 | root | localhost:3044 | NULL | Sleep | 16858 | | NULL |
| 3 | root | localhost:3052 | uccdb | Sleep | 16788 | | NULL |
| 4 | root | localhost:39029 | NULL | Query | 0 | starting | show processlist |
+----+------+-----------------+-------+---------+-------+----------+------------------+
3 rows in set
Command 为Sleep的是空闲连接。
值得注意的是
- 空闲连接在特定时间后会失去连接,这个时间参数是
wait_timeout
。
--临时修改wait_timeout,重启后失效
set global wait_timeout=28800;--8小时
--也可以通过修改 my.ini 配置文件
- 每一个连接执行操作后,使用的内存是在连接对象中的,直到连接断开才会释放,而重新连接的成本也不低,因此可以在执行大操作后,使用
mysql_reset_connection
(是API不是可执行的SQL)来重置资源。
缓存
在执行查询语句后,查询语句以及对应的结果集会被记录到缓存中,下次遇到同样的查询时,直接从缓存中返回即可。
缓存虽然看似可以提高查询效率,但是在实际应用中却没有什么作用,甚至反而降低了效率。因为只要某个表更新了数据,那么这个表相关的缓存就会被清除,如果是更新比较频繁的业务,那么缓存几乎没有任何作用,反而为了维护缓存做了更多的无用功。
通常建议关闭缓存,MySQL 8.0 中也已经移除了缓存这个机制。
分析器
分析器有两个作用,一个是词法分析,一个是语法分析。
MySQL要知道你给的 SQL 语句是什么意思,在分析器之前,SQL 语句只是一个字符串而已,分析器要做的首先就是词法分析,解析 SQL 语句,分析每个单词的含义,例如开头select
的,是查询语句。
分析完单词的含义之后,接着是语法分析,也就是检查这句 SQL 语句有没有语法错误。
全部通过后,就将解析后的SQl语句交给优化器。
这里需要注意的是,分析器除了分析词法和语法,还会判断表、字段等是否存在。
优化器
优化器的作用就是要把这句 SQL 语句的执行方案定下来,当然,肯定是优化器认为的效率最高的那个方案(有的时候优化器并不靠谱)。
经过分析器分析后,MySQL 已经知道你想要做什么了,此时交给分析器来决定使用哪个索引,如果有多个表的连接查询,那么确定先连哪个表。
最后确定了执行计划后,交给执行器去实施这个计划。
执行器
执行器阶段首先要做的就是判断送来这个SQL语句的客户端有没有权限去执行。
确认有权限执行后,执行器会打开相应的表,根据引擎定义的接口去取数据。这里以开头的SQL语句为例(无索引):
SELECT * FROM student WHERE stu_id = 007;
执行步骤为:
- 打开表student
- 调用引擎的读数据接口按顺序取一行数据
- 判断stu_id是否为007,否,则重复步骤2
- 找到数据则返回
至于存在索引的情况,是根据索引的规则来取数据,例如,索引是按stu_id排序的,那么可以二分查找快速找到对应数据,即合适的索引可以提高查询效率。
内容总结
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