MySQL基础架构

1.1 MySQL逻辑架构

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  • 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、授权处理、安全等等
  • 第二次架构是MySQL的核心服务功能所在,包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有的内置函数(例如:日期、时间、数学加密函数),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
  • 第三层包含了存储引擎。存储引擎负责MySQL数据的存储和提取,服务器通过API于存储引擎进行通信。这些接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异。存储引擎API包含几十个底层函数,用于执行诸如”开始一个事务“或者”根据主键提取一行记录“等操作。但存储器不会去解析SQL,不同存储引擎之间也不会通信,只是简单的响应上层服务器的请求。

1.1.1 连接管理与安全性

每个客户端链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线程中执行,该线程只能轮流在某个CUP核心或者CPU中允许。服务器会负责缓存线程,因为不需要为每个新建的链接创建或者销毁线程。

当客户端连接到MySQL服务器时,服务器需要进行认证,认证基于用户名、原始主机信息和密码。一旦客户端连接成功,服务器会继续验证客户端是否具有执行某个特定操作的权限。

1.1.2 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释(explain)优化过程的各个因素,使用户可以知道服务器是如何进行优化决策的,并提供一个参考基准,便于用户重构查询和schema(计划),修改相关配置,使尽可能高效运行。

对于select查询,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,服务器就不必再执行查询解析、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合。

1.2.并发控制

服务器层与层出引擎层的并发控制

1.2.1 读写锁

共享锁和排他锁也叫读锁和写锁
读锁是共享的,或者说叫互不阻塞的,写锁是排他的,写锁会其他的读锁和写锁。

1.2.2 锁粒度

表锁
最基本的锁策略,并且是开销最小的策略

行级锁
行级锁可以最大程序的支持并发处理,同时也带来了最大的锁开销。行级锁只会在存储引擎层实现,而在MySQL服务层没有实现。

1.3 事务

ACID

  • 原子性(atomicity)一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元
  • 一致性(consistency)从一个一致性的状态到另外一个一致性的状态
  • 隔离性(isolation)事务所做的修改,在其他的事务是不可见的
  • 持久性(durability)一旦事务提交,则其所作的修改会永久保存到数据库中

1.3.1 隔离级别

  • 未提交读(READ UNCOMMITTED)
    事务中的修改,即使没提交,在其他事务中都是可见的,事务可以读取未提交的数据,也被成为脏读。
  • 提交读(READ COMMITTED)
    没提交前,在其他事务中都是不可见的,也叫不可重复读
  • 可重复读(REPETABLE READ)
    保证在同一个十五中多次读取同样的记录的结果是一致的,但是可能会导致出现幻读(MySQL的默认事务隔离级别,InnerDB通过多版本并发控制MVCC解决了幻读问题)
  • 可串行化(SERIALIZEBLE)
    最高的隔离级别,强制事务串行执行,简单来说就是会在读取的每一行数据上加锁,所以可能会导致大量的超时和锁争斗的问题。
隔离级别 脏读可能性 不可重复性读可能性 幻读可能性 加锁读
READ UNCOMMITTED Yes Yes Yes No
READ COMMITTED No Yes Yes No
REPETABLE READ No No Yes No
SERIALIZEBLE No No No Yes

1.3.2 死锁

两个或者多个事务在同一个资源上相互占用,并请求锁定对方占用的资源,从而导致恶心循环的现象。
InnerDB目前处理死锁的方法是将最少行级排他锁的事务进行回滚

1.3.3 事务日志

事务日志可以帮助提高事务的效率,使用事务日志,存储引擎在修改表的数据是只需要修改其内存拷贝,再把该修改行为记录到持久在硬盘上的事务日志中,而不是每次都将修改的数本身持久到磁盘。

1.3.4 MySQL中的事务

自动提交(AUTOCOMMIT)
MySQL默认采用自动提交模式,如果不是显示开始一个事务,则每个查询都被当做一个事务执行提交操作。可以通过设置AUTOCOMMIT变量来启用或者禁用自动提交模式。

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