1. mysql架构图

简单来说mysql架构可以由server层和存储引擎层组成.

server层包括 连接器,查询缓存,分析器,优化器,执行器等 包含mysql中的绝大多数功能和所有的内置函数,包括存储过程,触发器,视图等

存储层包括数据的存储和读取,其架构模式是插件式的,支持InnoDb,MyISAM,Memory等多个存储引擎,从MySql5.5.5版本开始InnoDb为默认的存储引擎

2. 一条sql查询语句是如何执行的

以select * from t where id=5这条语句走一遍整个执行过程

2.1连接器

第一步,你会先链接到这个数据库上,连接器负责与客户端建立链接,获取权限,维持和管理连接,命令基本如下:

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

输入完命令后,就要输入密码,在完成TCP握手后,连接器就开始认证你的身份了

如果用户名和密码不对,就会收到 ERROR 1045 (28000): Access denied for user的错误,然后客户端程序结束执行

如果验证通过,连接器就会 到权限表里查出你拥有的权限,之后在这个链接里的权限判断,都会基于此时读到的权限

这也意味着,一个用户成功建立链接后,如果管理员对这个账号的权限进行了修改,也不会影响到已经存在的链接,只会对新建立的链接有效

如果链接建立完成后,没有后续的动作,这个连接就处于空闲状态,可以使用 show processlist 命令查看

如果客户端长时间没有动静,连接器就会自动将它断开,这个参数由 wait_timeout控制的,默认值是8小时

如果在连接断开之后,客户端再次发送请求的话,会收到一个错误提醒Lost connection to MySQL server during query

小知识点:关于数据库中的长连接与短连接问题

长连接是指在连接成功后,如果客户端持续有请求,同一直使用同一个连接

短连接是指每次执行完很少的几次查询后就断开 连接,下交查询再重新建立一个

推荐用法:在实际应用中推荐使用长连接,但是使用长连接后,会发现mysql占用内存涨的特别快,这是因为Mysql在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的,这此资源会在连接断开的时候才释放,所以在长连接累积下来后,可能导致内存占用太大,被系统强行杀掉(OOM),现象就是Mysql异常重启了

如何解决这个问题?

1. 定期断开这个长连接,使用一段时间后,或在程序里执行了一个占用内存的大查询后,断开连接,之后查询再重连
2. 如果是Mysql5.7以后的版本,可以使用mysql_reset_connection来重新初始化连接资源,这个过程不需要重连和重新做权限验证,但是会将连接恢复到刚刚创建完成时的状态

2.2 查询缓存

在MySql8.0后 这个模块就直接被干掉了,为啥?

Mysql在收到一条查询请求后,就会在这个查询缓存中找这个语句有没有在以前执行过,如果以前执行过,就以key-value对的形式存在,key是查询的语句,value是查询的结果,如果缓存中存在就直接返回给客户端,没有再执行后面的流程,看着挺好 的,为什么要干掉呢?

查询缓存的失效非常频繁,只要有对一个表的更新,则表上的所有缓存都被清空,如果经常变动的表,是不适合开启查询缓存的,命中率太低

2.3 分析器

如果缓存未命中,则会对sql语句先进行词法分析,再进行语法分析

sql语句由多个字符串和空格组成,Mysql需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么 ,做完这些 就要做语法分析,根据词法分析的结果,语法分析器会根据语法规则判断你输入的sql语句是否满足MySql语法,如果语法不对,则会返回一个类似于You have an error in your sql syntax的错误提醒

2.4 优化器

经过了分析器后,Mysql就知道你要做什么了,在开始执行前,还要再经过优化器的处理,如果一个表中有多个索引时,它来决定用哪个索引,如果一个语句里有多表关联(join)的时候,决定各个表连接顺序

优化器阶段完成后,这个语句的执行方案就确定下来了,然后进入执行器阶段

2.5 执行器

Mysql通过分析器知道你要做什么,通过优化器知道了要怎么做,于是就进入到了执行器,开始执行语句

开始执行的时候,要先判断你对这个表T有没有权限,如果没有,则会显示类似于ERROR 1142(42000):select command denied to user ...for table T的错误提示

如果有权限,就会打开表继续执行, 打开表的时候,执行器就会根据表的引擎定义,去使用这个引擎提供的接口

比如上面这个例子表T中 ID字段没有索引,那么执行器的执行流程是这样的

1. 调用InnoDb引擎接口取这个表的第一行,判断ID值是不是5,如果不是则跳过,如果是将这行存在结果集中;
2. 调用引擎接口取下一行,重复相同的判断逻辑,直到取到这个表最后一行
3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端

如果有索引的话,执行过程也差不多,第一次调用的是取满足条件的第一行这个接口,循环取满足条件的下一行这个接口,这些接口都是引擎口已经定义好的, 在慢查询日志中可以通过rows_examined的字段显示 这个语句执行过程中扫描了多少行,这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的

但是在一些场景下,执行器调用一次,在引擎内部则扫描了多行,因此引擎扫描行数跟rows_examined并不是完全相同的,这个具体的原因,在后面再详细说明

补充:

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