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本篇內容主要講解“MySQL的邏輯架構及工作流程是什么”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“MySQL的邏輯架構及工作流程是什么”吧!
MySql并不完美,但是卻足夠靈活,能夠適應高要求的環境。同時,MySql既可以嵌入到應用程序中,也可以支持數據倉庫、內容索引和部署軟件、高可用的冗余系統、在線事務處理系統等各種應用類型。
為了更心如的理解MySql服務器,我們需要理解MySql各部件之間如何協同工作。需要我們去理解它的邏輯架構。
下面我們就來介紹一下MySql的邏輯架構:
MySQL的最重要、最與眾不同的特性就是它的存儲引擎架構,這種架構將查詢處理以及其他系統任務和數據的存儲/提取相分離。
所帶來的好處就是可以在使用時根據性能、特性,以及其他需求來選擇數據存儲的方式。
下圖就是MySQL的邏輯架構圖:
MySQL架構總共三層,在上圖中以虛線作為劃分。
首先,最上層的服務并不是MySQL獨有的,大多數給予網絡的客戶端/服務器的工具或者服務都有類似的架構。比如:連接處理、授權認證、安全等。
第二層的架構包括大多數的MySQL的核心服務。包括:查詢解析、分析、優化、緩存以及所有的內置函數(例如:日期、時間、數學和加密函數)。同時,所有的跨存儲引擎的功能都在這一層實現:存儲過程、觸發器、視圖等。
第三層包含了存儲引擎。存儲引擎負責MySQL中數據的存儲和提取。服務器通過API和存儲引擎進行通信。這些接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異,使得這些差異對上層的查詢過程透明化。存儲引擎API包含十幾個底層函數,用于執行“開始一個事務”等操作。但存儲引擎一般不會去解析SQL(InnoDB會解析外鍵定義,因為其本身沒有實現該功能),不同存儲引擎之間也不會相互通信,而只是簡單的響應上層的服務器請求。
看完上圖后,大家是不是覺得MySQL的系統架構挺簡單的?其實不然。
上圖只是MySQL系統架構的大的模塊圖,其實每一層的結構都相當復雜,下圖就是詳細模塊圖:
首先,我們對該圖中的各個模塊做一簡單介紹:
指的是不同語言中與SQL的交互。
管理緩沖用戶連接,線程處理等需要緩存的需求。負責監聽對 MySQL Server 的各種請求,接收連接請求,轉發所有連接請求到線程管理模塊。每一個連接上 MySQL Server 的客戶端請求都會被分配(或創建)一個連接線程為其單獨服務。而連接線程的主要工作就是負責 MySQL Server 與客戶端的通信,接受客戶端的命令請求,傳遞 Server 端的結果信息等。線程管理模塊則負責管理維護這些連接線程。包括線程的創建,線程的 cache 等。
系統管理和控制工具。
接受用戶的SQL命令,并且返回用戶需要查詢的結果。
SQL命令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析。解析器是由Lex和YACC實現的,是一個很長的腳本。在 MySQL中我們習慣將所有 Client 端發送給 Server 端的命令都稱為 query ,在 MySQL Server 里面,連接線程接收到客戶端的一個 Query 后,會直接將該 query 傳遞給專門負責將各種 Query 進行分類然后轉發給各個對應的處理模塊。
主要功能:
a 、 將SQL語句進行語義和語法的分析,分解成數據結構,然后按照不同的操作類型進行分類,然后做出針對性的轉發到后續步驟,以后SQL語句的傳遞和處理就是基于這個結構的;
b、 如果在分解構成中遇到錯誤,那么就說明這個sql語句是不合理的。
查詢優化器:SQL語句在查詢之前會使用查詢優化器對查詢進行優化。就是優化客戶端請求query,根據客戶端請求的 query 語句,和數據庫中的一些統計信息,在一系列算法的基礎上進行分析,得出一個最優的策略,告訴后面的程序如何取得這個 query 語句的結果。
使用的是“選取-投影-聯接”策略進行查詢:
用一個例子就可以理解: select uid,name from user where gender = 1;
這個select 查詢先根據where 語句進行選取,而不是先將表全部查詢出來以后再進行gender過濾;然后根據uid和name進行屬性投影,而不是將屬性全部取出以后再進行過濾。最后將這兩個查詢條件聯接起來生成最終查詢結果。
查詢緩存:主要功能是將客戶端提交 給MySQL 的 Select 類 query 請求的返回結果集 cache 到內存中,與該 query 的一個 hash 值 做一個對應。該 query 所取數據的基表發生任何數據的變化之后, MySQL 會自動使該 query 的Cache 失效。在讀寫比例非常高的應用系統中, Query Cache 對性能的提高是非常顯著的。當然它對內存的消耗也是非常大的。
如果查詢緩存有命中的查詢結果,查詢語句就可以直接去查詢緩存中取數據。這個緩存機制是由一系列小緩存組成的。比如表緩存,記錄緩存,key緩存,權限緩存等。
MySQL區別于其他數據庫的最重要的特點就是其插件式的表存儲引擎。MySQL插件式的存儲引擎架構提供了一系列標準的管理和服務支持,這些標準與存儲引擎本身無關,可能是每個數據庫系統本身都必需的,如SQL分析器和優化器等,而存儲引擎是底層物理結構的實現,每個存儲引擎開發者都可以按照自己的意愿來進行開發。
注意:存儲引擎是基于表的,而不是數據庫。
相信通過上述的介紹,大家對MySQL的邏輯架構已經有了一定的了解,下面我們下來介紹一下數據庫具體的工作流程,先看一張圖:
在這里,我從數據庫架構的三個層面分別介紹數據庫的工作流程:
1、連接處理:客戶端同數據庫服務層建立TCP連接,連接管理模塊會建立連接,并請求一個連接線程。如果連接池中有空閑的連接線程,則分配給這個連接,如果沒有,在沒有超過最大連接數的情況下,創建新的連接線程負責這個客戶端。
2、授權認證:在真正的操作之前,還需要調用用戶模塊進行授權檢查,來驗證用戶是否有權限。通過后,方才提供服務,連接線程開始接收并處理來自客戶端的SQL語句。
1、連接線程接收到SQL語句之后,將語句交給SQL語句解析模塊進行語法分析和語義分析。
2、如果是一個查詢語句,則可以先看查詢緩存中是否有結果,如果有結果可以直接返回給客戶端。
3、如果查詢緩存中沒有結果,就需要真的查詢數據庫引擎層了,于是發給SQL優化器,進行查詢的優化。如果是表變更,則分別交給insert、update、delete、create、alter處理模塊進行處理。
1、打開表,如果需要的話獲取相應的鎖。
2、先查詢緩存頁中有沒有相應的數據,如果有則可以直接返回,如果沒有就要從磁盤上去讀取。
3、當在磁盤中找到相應的數據之后,則會加載到緩存中來,從而使得后面的查詢更加高效,由于內存有限,多采用變通的LRU表來管理緩存頁,保證緩存的都是經常訪問的數據。
最后,獲取數據后返回給客戶端,關閉連接,釋放連接線程。
到此,相信大家對“MySQL的邏輯架構及工作流程是什么”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是億速云網站,更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢,關注我們,繼續學習!
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