mysql 架构名_MySQL基本架构

古城微笑少年丶 2023-01-12 04:22 185阅读 0赞

MySQL基本架构图

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连接器

1.负责和客户端建立连接，获取权限，维持和管理连接

用户名密码验证

查询权限信息，分配对应的权限

可以使用show processlist查看现有的连接

wait\_timeout默认8小时，超时会断开连接

2.连接分为两类

长连接：推荐使用，但是要周期性的断开长连接

短链接：一次执行完毕就关闭，比较消耗资源

查询缓存

1.当执行查询语句的时候，会先去查看缓存中的结果，之前执行过的SQL语句会以类似于key-value的形式存在缓存中，如果能找到就返回，找不到继续执行。

2.不推荐使用缓存：

查询缓存失效比较频繁，只要表更新，缓存就会清空

缓存对应更新的市局命中率低

分析器

1.词法分析:Mysql需要把输入的字符串进行识别和翻译

2.语法分析：语法解析，并判断是否符合规范

优化器

1.执行具体的SQL之前先进行优化

索引优化

条件顺序优化

关联表顺序优化

……

2.不同的执行方式对效率影响很大

RBO:基于规则的优化

CBO:基于成本的优化

执行器

操作引擎，返回结果

存储引擎

存储数据，提供读写接口

Redo物理日志

innodb存储引擎的日志文件。

1.当发生数据修改的时候，innodb存储引擎会先将记录写到redo\_log中，并更新内存，此时更新就算是完成了，同时INNODB会在合适的时机将记录存储操做到磁盘中。

2.redo\_log是由固定大小的，是一个循环写的过程

3.有了redo\_log之后，innodb可以保证数据库异常之后重启，之前的数据记录不会丢失，叫做crash-safe

undo回滚日志

1.undo日志是用来实现事务的原子性，在innodb存储引擎中，undo还用来实现多版本并发控制MVCC

2.在操作任何数据的时候，先将数据备份到undo。然后在进行修改操作。如果出现错误或者用户回滚，系统利用undo日志进行备份数据恢复

3.undo日志是逻辑日志，可以理解为：

delete一条数据的时候，就需要记录这条数据的信息，回滚的时候，insert这条旧数据

update一条数据的时候，就需要记录之前的旧值，回滚的时候，根据旧值执行update操作

insert一条数据的时候，就需要这条记录的主键，回滚的时候，根据主键执行delete操作

binlog操作日志

1.binlog是server层的日志，主要做mysql功能层面的事情

2.binlog会记录所有的逻辑，采用追加写的方式

3.可定期执行备份，备份周期可以自己设置

恢复数据的过程：

1.找到最近一次全量备份的数据

2.从备份时间点开始，将备份的binlog取出来，重放到要恢复的时刻

binlog与redo的区别：

redo只存在于innodb存储引擎，binlog都有

redo是物理日志，记录的是在哪个数据也上做什么修改，binlog是逻辑日志，记录语句的原始逻辑

redo是循环写的，空间有限，binlog是追加写的，不会覆盖之前的信息

redo的两阶段提交

事实分析先写redolog后写binlog和先写binlog后写redolog都会有数据不一致的风险。

因此，采用两阶段提交，具体流程如下：

数据更新的执行流程

1.执行器先从存储引擎找到数据，如果在内存中直接返回，不在内存中查询返回

2.执行器拿到数据后会先修改数据，然后调用引擎接口重新吸入数据

3.引擎将数据更新到内存，同时写数据到redo中，此时处于prepare阶段，并通知执行器执行完成

4.执行器生成这个操作的binlog

5.执行器调用引擎的事务提交接口，引擎把刚写完的redo改为commit状态

6.更新完成

使用两阶段提交的优势就是如果数据库发生了意外情况，宕机、断点、重启等等，可以保证使用BinLog恢复数据和当时数据状态一致；

具体情况下的策略如下：

binlog有记录，redolog状态commit：正常完成的事务，不需要恢复

binlog有记录，redolog状态prepare：在binlog写完提交事务之前的crash，恢复操作：提交事务

binlog无记录，redolog状态prepare：在binlog写完之前的crash，恢复操作：回滚事务

binlog无记录，redolog无记录：在redolog写之前crash，恢复操作：回滚事务

Mysql怎么保证一致性的？

从数据库层面，数据库通过原子性、隔离性、持久性来保证一致性。也就是说ACID四大特性之中，C(一致性)是目的，A(原子性)、I(隔离性)、D(持久性)是手段，是为了保证一致性，数据库提供的手段。数据库必须要实现AID三大特性，才有可能实现一致性。例如，原子性无法保证，显然一致性也无法保证。

从应用层面，通过代码判断数据库数据是否有效，然后决定回滚还是提交数据。

Mysql怎么保证原子性的？

利用Innodb的undo log。

undo log名为回滚日志，是实现原子性的关键，当事务回滚时能够撤销所有已经成功执行的sql语句，他需要记录你要回滚的相应日志信息。

undo log记录了这些回滚需要的信息，当事务执行失败或调用了rollback，导致事务需要回滚，便可以利用undo log中的信息将数据回滚到修改之前的样子。

Mysql怎么保证持久性的？

利用Innodb的redo log。

正如之前说的，Mysql是先把磁盘上的数据加载到内存中，在内存中对数据进行修改，再刷回磁盘上。如果此时突然宕机，内存中的数据就会丢失。

怎么解决这个问题？

事务提交前直接把数据写入磁盘就行啊。

这么做有什么问题？

只修改一个页面里的一个字节，就要将整个页面刷入磁盘，太浪费资源了。毕竟一个页面16kb大小，你只改其中一点点东西，就要将16kb的内容刷入磁盘，听着也不合理。

毕竟一个事务里的SQL可能牵涉到多个数据页的修改，而这些数据页可能不是相邻的，也就是属于随机IO。显然操作随机IO，速度会比较慢。

决定采用redo log解决上面的问题。当做数据修改的时候，不仅在内存中操作，还会在redo log中记录这次操作。当事务提交的时候，会将redo log日志进行刷盘(redo log一部分在内存中，一部分在磁盘上)。当数据库宕机重启的时候，会将redo log中的内容恢复到数据库中，再根据undo log和binlog内容决定回滚数据还是提交数据。

采用redo log的好处？

redo log进行刷盘比对数据页刷盘效率高

redo log体积小，毕竟只记录了哪一页修改了啥，因此体积小，刷盘快。

Mysql怎么保证隔离性的？

利用的是锁和MVCC机制。MVCC,即多版本并发控制(Multi Version Concurrency Control),一个行记录数据有多个版本对快照数据，这些快照数据在undo log中。

如果一个事务读取的行正在做DELELE或者UPDATE操作，读取操作不会等行上的锁释放，而是读取该行的快照版本。

由于MVCC机制在可重复读(Repeateable Read)和读已提交(Read Commited)的MVCC表现形式不同。

在事务隔离级别为读已提交(Read Commited)时，一个事务能够读到另一个事务已经提交的数据，是不满足隔离性的。但是当事务隔离级别为可重复读(Repeateable Read)中，是满足隔离性的。

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