2021-08-09 MySQL架构与SQL执行流程

查询语句执行流程?

查询语句执行流程.png

连接

客户端与服务端连接:

  • 通信类型:同步/异步

  • 连接方式:长链接/短连接

  • 协议:TCP/Unix Socket

MySQL V5.7 默认连接数是151 最大是10万。最大连接时长是8小时,如果8小时连接没有活动自系统自动断开。

查询缓存

因为比较死板默认关闭,可通过命令开启。

词法解析和预处理

目的:保证SQL语句的正确性

词法、语法解析:对SQL语句格式进行校验。(语法解析阶段会生成解析树

预处理:对SQL语句内容进行校验。


解析树.png

查询优化器

目的:优化SQL生成执行计划。

优化器:根据解析树生成不同的执行计划,然后基于开销选择最优的执行计划

可以通过关键词Explain 查询执行计划。

存储引擎——存储数据形式

存储引擎.png

分类:

InnoDB(默认) ——适用场景:读写并发、数据一致性场景

Memony——适用场景:查询速度快,不需要持久化的临时表场景。

MyIASM——适用场景:历史、压缩不需要索引的数据。

MySQL支持自定义的存储引擎,只需要用户根据MYSQL规范来实现相关接口即可,存储引擎可以切换的原因是:所有的存储引擎都是基于相同的规范来实现的。

执行引擎

执行引擎利用存储引擎提供的API完成执行操作。

MYSQL体系结构总结

MYSQL体系结构.png

总体,我可以把MySQL分成三层,跟客户端对接的连接层、真正执行操作的服务层、和硬件打交道的存储引擎层

InnoDB总体架构

InnoDB总体架构分为内存结构和磁盘结构,通过线性预读机制(系统默认,也叫顺序读)将磁盘数据缓存到内存中;操作系统默认Page = 4K,InnoDB默认Page = 16K

InnoDB架构.png

内存结构

内存的作用是:

Buffer Pool

Buffer Pool缓存的是页面信息包括数据页索引页,默认大小是128M

LRU算法

内存写满按照最近最少使用LRU策略来更新数据。


buffer pool LRU.png
change Buffer(写缓存)

作用:将修改记录在缓存池中,待缓存满了同一写入数据文件,从而提升更新语句的执行速度,默认占比: 25%

Adaptive Hash Index

用户无法自行创建Hash索引,hash索引是InnoDB 为热点数据(5/8buffer pool)自行创建的内存索引。

Redo Log Buffer

作用:用来保存即将写入redo.log日志的数据,默认16M

注意:change Buffer缓存的是数据文件中的内容,Redo Log Buffer 缓存的是redo log日志文件中的内容。

磁盘结构

表空间可以看做是InnDB存储引擎逻辑结构的最高层,所有的数据都存在表空间中,表空间:分为5大类分别是:系统表空间、独占表空间(用于保存用户表的索引和数据)、通用表空间、临时表空间、undo表空间。

系统表空间

系统表空间是InnoDB存储引擎的一个共享表空间,包括:数据字典、双写缓冲区、Change Buffer 和 Undo Logs

  • 数据字典:存储内部系统表的表结构和索引的元数据(定义信息)

  • 双写缓冲作用:防止写入过程中,page 被部分写失效,通过设置page的副本,保证page被破坏的情况下,通过副本恢复page中的数据(注意:副本保存的是原内容

  • undo log:也叫回滚日志,通过记录事务发生之前的数据状态,来保证回滚操作,通过随机I/O(磁盘地址不固定)来读取和写入数据(注意:因为系统表空间不会自动收缩,建立单独创建undo表空间)。

Redo.log

默认大小是48M,InnoDB独有,通过顺序I/O 记录InnoDB对数据的修改操作,

redo log.png

redo log为什么是两个.png

后台线程

作用:负责刷新内存池中的数据、把修改的数据页刷新到磁盘。

Bin.log

Bin log 是Server层 的日志文件,记录了DDL和DML语句(SQL语句)属于逻辑日志,被所有的存储引擎使用,作用:主从复制、数据恢复

更新语句执行流程?

更新过程-简化.png
更新语句执行流程.png

崩溃恢复处理过程

崩溃恢复处理过程.png
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