一文搞懂MySQL運行機制原理

前文我們了解了MySQL采用客戶端/服務器架構，用戶通過客戶端程序發送增刪改查需求，服務器程序收到請求后處理，并且把處理結果返回給客戶端。這篇文章主要看下MySQL服務端是如何處理客戶端的請求，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

MySQL服務器體系架構

MySQL Server架構自頂向下大致可以分網絡連接層、服務層、存儲引擎層和系統文件層。

網絡連接層

客戶端連接器：提供與MySQL服務器建立的支持。

服務層

主要包含系統管理和控制工具、連接池、SQL接口、解析器、查詢優化器和緩存六個部分。

• 1） 連接池：存儲和管理客戶端與數據庫的連接。
• 2） 系統管理和控制工具：集群、備份、安全管理。
• 3） SQL接口：接受客戶端發送的各種SQL命令并返回查詢結果。
• 4） 解析器：解析SQL，生成一顆解析樹，驗證SQL是否合法。
• 5） 查詢優化器：將解析樹轉化成執行計劃，與存儲引擎進行交互。
• 6） 緩存：各種緩存，比如表、記錄、權限等等，緩存有命中查詢結果直接返回。

存儲引擎層

負責MySQL中數據的存儲與提取，與底層系統文件進行交互，可插拔，常見的兩類：MyISAM和InnoDB。

系統文件層

負責將數據庫的數據和日志存儲在文件系統之上，并完成與存儲引擎的交互，比如日志、配置文件等等。

服務器處理客戶端請求

客戶端可以向服務器發送增刪改查等各類請求，我們來看一下服務器是如何處理客戶端發送的請求。

連接管理

客戶端與服務器進程建立連接，每當有一個客戶端進程連接到服務器進程時，服務器進程都會創建一個線程來專門處理與這個客戶端的交互，當該客戶端退出時會與服務器斷開連接，服務器會把線程緩存起來。

解析與優化

查詢緩存

如果兩個查詢請求在任何字符上的不同都會導致緩存不命中。請求中包含某些系統函數、用戶自定義變量和函數、一些系統表也不會被緩存。

只要該表的結構或者數據被修改，則該表的所有高速緩存查詢都將無效并刪除。

PS：8.0中查詢緩存已經刪除了

語法解析

如果查詢緩存沒有命中，就進入查詢階段，服務器先對文本做分析，判斷語法是否正確，然后從文本中將要查詢的表、各種查詢條件都提取出來放到內部使用的一些數據結構上。

算是一個編譯過程，涉及詞法解析、語法分析、語義分析等階段。

查詢優化

對SQL做優化，生成一個執行計劃，表明了應該使用哪些索引進行查詢，表之間的連接順序是怎樣的。

我們可以使用Explain來查看某個語句的執行計劃。

存儲引擎

完成查詢優化之后還沒有真正去訪問真實的數據表，數據的存儲和提取操作都封裝到了這個模塊里。不同存儲引擎管理的表具體的存儲結構可能不同，采用存取算法也可能不同。

小結

MySQL Server架構自頂向下大致可以分網絡連接層、服務層、存儲引擎層和系統文件層。mysql執行查詢的過程如下：

• 客戶端先發送查詢語句給服務器
• 服務器檢查緩存，如果存在則返回
• 進行sql解析，生成解析樹，再預處理，生成第二個解析樹，最后再經過優化器，生成真正的執行計劃
• 根據執行計劃，調用存儲引擎的API來執行查詢
• 將結果返回給客戶端。