mysql架构

一、MySQL逻辑架构

• 最上层的服务并不是MySQL所独有的，大多数基于网络的客户端/服务器的工具或者服务都有类似的架构。比如连接处理、授权认证、安全等等。
• 第二层架构集中了MySQL的核心功能，包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有的内置函数（如日期、时间、数据和加密函数），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现：存储过程、触发器、视图等。
• 第三层包含了存储引擎。存储引擎负责Mysql中数据的存储和提取。服务器通过API与存储引擎进行通信。这些接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异，使得这些差异对上层的查询过程透明。但存储引擎不会去解析SQL，不同存储引擎之间也不会相互通讯，而只是简单的响应上层服务器的请求。

1、连接管理和安全性

    每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程，这个连接的查询只会在这个单独的线程中执行，该线程只能轮流在某个CPU核心或者CPU中运行。服务器会负责缓存线程，因此不需要为每一个新建的连接创建或者销毁线程。

    当客户端连接到Mysql服务器时，服务器需要对其进行认证。认证基于用户名、原始主机信息和密码（mysql.user表）。如果使用了安全套接字（SSL）的方式连接，还可以使用X.509证书认证。一旦客户端连接成功，服务器会继续验证该客户端是否具有执行某个特定查询的权限。

2、优化与执行

    mysql会解析查询，并创建内部数据结构（解析树），然后对其进行各种优化，包括重写查询、决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。用户可以通过特殊的关键字提示（hint）优化器，影响它的决策过程。也可以请求优化器解析（explain）优化过程的各个因素，使用户可以知道服务器是如果进行优化决策的，便于用户重构查询和schema、修改相关配置。

    优化器并不关心表使用的是什么存储引擎，但存储引擎对于优化查询是有影响的。优化器会请求存储引擎提供容量或某个具体操作的开销信息，以及表数据的统计信息等。

    对于select语句，在解析查询之前，服务器会先检查查询缓存（query cache），如果能够在其中找到对应的查询，服务器就不必在执行查询解析、优化和执行的整个过程，而是直接返回查询缓存中的结果集。

3、并发控制

    无论何时，只要有多个查询需要在同一时刻修改数据，都会产生并发控制的问题，mysql在两个层面进行并发控制：服务器层和存储引擎层。

    ①读写锁：分别是读锁和写锁，也成为共享锁和排它锁。读锁是共享的，多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源，而相互不干扰；写锁是排他的，也就是说一个写锁阻塞其他的写锁和读锁，这是出于安全策略考虑，只有这样，才能确保在给定的时间内，只有一个用户能执行写入，并防止其他用户读取正在写入的同一资源。

    ②锁的力度：每种mysql存储引擎都可以实现自己的所策略和锁力度。在存储引擎的设计中，锁管理是个非常重要的决定。有两种非常重要的所策略---(1)表锁，他会锁定整张表。尽管存储引擎可以管理自己的锁，mysql本身还是会使用各种有效的锁来实现不同的目的，例如服务器会为诸如alter table使用表锁，而忽略存储引擎的锁机制；(2)行级锁，可以最大程度的支持并发处理，在Innodb以及其他的额一些存储引擎中实现了行级锁。行级锁只在存储引擎层实现，而mysql服务器层没有实现。

4、事务

   事务就是一组原子性的SQL查询，或者说一个独立的工作单元。如果数据库引擎可以成功执行该组全部语句，那么就执行该组语句。如果其中有任何一条语句不能执行，那么所有的语句都不会执行。也就是说，事务内的语句要么全部执行成功，要么全部执行失败。事务要求系统有严格的ACID。

5、多版本并发控制

    mysql大多数事务存储引擎实现的都不是简单的行级锁，基于提升并发性能的考虑，他们一般都会实现多版本并发控制（MVCC）。MVCC是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的，根据不同的实现，分为乐观并发控制和悲观并发控制。

    Innodb的mvcc，是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间（或删除时间）。当然存储的并不是实际的时间值，而是系统版本号。每开始一个新的事务，系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。

6、mysql的存储引擎

    ①InnoDB是mysql的默认事务型引擎，它被设计用来处理大量的短期事务，短期事务大部分情况是正常提交的，很少会被回滚。InnoDB的性能和自动崩溃恢复特性，使得他在非事务型存储的需求中也很流行。除非有特殊需要，否则就优先考虑InnoDB引擎。

    ②在mysql5.1之前的版本，MyISAM是默认的存储引擎。MyISAM提供了大量的特性，包括全文索引、压缩、空间函数等。但MyISAM不支持事务和行级锁，而且有一个毫无疑问的缺陷就是崩溃后无法安全恢复。但对于只读的数据，或者表比较小、可以容忍修复操作，则依然可以继续使用MyISAM。

    ③memory引擎，如果需要快速访问数据，并且这些数据不会被修改，重启以后丢失也没有关系，那么使用memory表是非常有用的。memory表至少比MyISAM表要快一个数量级，因为数据都保存在内存中，不需要进行磁盘I/O。memory表的结构在重启以后还会保留，但数据会丢失。