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【MySQL】一文看懂MySQL体系架构

时间:2021-06-02 13:25:46      阅读:0      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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写在前面

  很多小伙伴工作很长时间,对于MySQL的掌握程度却仅仅停留在表面的CRUD,对于MySQL深层次的原理和技术知识了解的少之又少,随着工作年限的不断增长,职场竞争力却是不断降低的。很多时候,出去面试时,被面试官吊打的现象成了家常便饭。比如,对于MySQL的高频面试题有:

MySQL中MVCC机制的原理?
MySQL的事务原理和实现?
MySQL数据主从复制的原理?
MySQL底层数据的存储结构?
如何使MySQL支持海量数据存储?
MySQL中的锁机制原理和实现?
MySQL索引机制?索引中涉及的数据结构和算法?
MySQL为何使用B+树作为索引结构?
B+树可以存放多少数据?
说说MySQL中间隙锁的实现原理?
InnoDB引擎为何会崩溃?说说其实现原理?
等等其他一系列高频面试

如果一一列举的话,大概能够列举上百个关于MySQL的高频面试题,这些你都会吗?

不仅仅是面试,如果你想从一名底层程序员上升为高级工程师,架构师等,MySQL的底层原理和技术是你必须要掌握的。

 

MySQL体系架构

MySQL的体系架构图,如下所示。
技术图片

  从MySQL的架构图,可以看出MySQL的架构自顶向下大致可以分为:客户端连接器层、数据库服务层、存储引擎层和文件系统、文件和日志层四大部分。接下来,简单说说每个部分的组成信息。
客户端连接器层

网络连接层位于整个MySQL体系架构的最上层,主要担任客户端连接器的角色。提供与MySQL服务器建立连接的能力,几乎支持所有主流的服务端语言,例如:Java、C、C++、Python等,各语言都是通过各自的API接口与MySQL建立连接。
数据库服务层

数据库服务层是整个数据库服务器的核心,主要包括了系统管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优化器和缓存等部分。
连接池

主要负责存储和管理客户端与数据库的连接信息,连接池里的一个线程负责管理一个客户端到数据库的连接信息。
系统管理和控制工具

提供数据库系统的管理和控制功能,例如对数据库中的数据进行备份和恢复,保证整个数据库的安全性,提供安全管理,对整个数据库的集群进行协调和管理等。
SQL接口

主要负责接收客户端发送过来的各种SQL命令,并将SQL命令发送到其他部分,并接收其他部分返回的结果数据,将结果数据返回给客户端。
解析器

主要负责对请求的SQL解析成一棵“解析树”,然后根据MySQL中的一些规则对“解析树”做进一步的语法验证,确认其是否合法。
查询优化器

在MySQL中,如果“解析树”通过了解析器的语法检查,此时就会由优化器将其转化为执行计划,然后与存储引擎进行交互,通过存储引擎与底层的数据文件进行交互。
缓存

MySQL的缓存是由一系列的小缓存组成的。例如:MySQL的表缓存,记录缓存,MySQL中的权限缓存,引擎缓存等。MySQL中的缓存能够提高数据的查询性能,如果查询的结果能够命中缓存,则MySQL会直接返回缓存中的结果信息。
存储引擎层

MySQL中的存储引擎层主要负责数据的写入和读取,与底层的文件进行交互。值得一提的是,MySQL中的存储引擎是插件式的,服务器中的查询执行引擎通过相关的接口与存储引擎进行通信,同时,接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异。MySQL中,最常用的存储引擎就是InnoDB和MyISAM。

InnoDB和MyISAM存储引擎需要小伙伴们重点掌握,高频面试考点,也是成为架构师必知必会的内容。
文件系统

系统文件层主要包括MySQL中存储数据的底层文件,与上层的存储引擎进行交互,是文件的物理存储层。其存储的文件主要有:配置文件、数据文件、日志文件、MySQL的pid进程文件和socket套接字文件等。
日志文件

MySQL中的日志主要包括:错误日志、通用查询日志、二进制日志、慢查询日志、中继日志、审计日志audit log等。

错误日志:主要存储的是MySQL运行过程中产生的错误信息;

show variables like ‘%log_error%‘;

通用查询日志:主要记录MySQL运行过程中的一般查询信息;

show variables like ‘%general_log%‘;

二进制日志:主要记录对MySQL数据库执行的插入、修改和删除操作,并且也会记录SQL语句执行的时间、执行的时长,但是二进制日志不记录select、show等不修改数据库的SQL。主要用于恢复数据库的数据和实现MySQL主从复制。

查看二进制日志是否开启

show variables like ‘%log_bin%‘;

查看二进制日志的参数

show variables like ‘%binlog%‘

查看日志文件

show binary logs;

慢查询日志:主要记录的是执行时间超过指定时间的SQL语句,这个时间默认是10秒。

查看是否开启慢查询日志

show variables like ‘%slow_query%‘;

查看慢查询设置的时长

show variables like ‘%long_query_time%‘

数据文件

数据文件中主要包括:db.opt文件、frm文件、MYD文件、MYI文件、ibd文件、ibdata文件、ibdata1文件、ib_logfile0和ib_logfile1文件等。

  • db.opt文件

主要记录当前数据库使用的字符集和检验规则等信息。

  • frm文件

存储数据表的结构信息,主要是数据表相关的元数据信息,包括数据表的表结构定义信息,每张表都会有一个frm文件。

注意:MySQL 8的InnoDB存储引擎的表没有frm文件。

  • MYD文件

MyISAM存储引擎专用的文件格式,主要存放MyISAM存储引擎数据表中的数据,每张MyISAM存储引擎表对应一个.MYD文件。

  • MYI文件

MyISAM存储引擎专用的文件格式,主要存放与MyISAM存储引擎数据表相关的索引信息,每张MyISAM存储引擎表对应一个.MYI文件。

  • ibd文件

存放Innodb存储引擎的数据文件和索引文件,主要存放的是独享表空间的数据和索引,每张表对应一个.ibd文件。

  • ibdata文件

存放Innodb存储引擎的数据文件和索引文件,主要存放的是共享表空间的数据和索引,所有表共用一个(或者多个).ibdata文件,可以根据配置来指定共用的.ibdata文件个数。

  • ibdata1文件

MySQL的系统表空间数据文件,主要存储MySQL的数据表元数据、Undo日志等信息。

  • ib_logfile0和ib_logfile1文件

MySQL数据库中的Redo log文件,主要用于MySQL实现事务的持久性。如果在某个时间点MySQL发生故障,此时如果有脏页没有写入到数据库的ibd文件中,在重启MySQL时,MySQL会根据Redo Log信息进行重做,将写入Redo Log并且尚未写入数据表的数据进行持久化操作。
配置文件

用于存在MySQL所有的配置信息,在Unix/Linux环境中是my,cnf文件,在Windows环境中是my.ini文件。
pid文件

pid文件是存放MySQL进程运行时的进程号的文件,主要存在于Unix/Linux环境中,具体的存储目录可以在my.cnf或者my.ini文件中进行配置。
socket文件

socket文件和pid文件一样,都是MySQL在Unix/Linux环境中运行才会有的文件。在Unix/Linux环境中,客户端可以直接通过socket套接字来连接MySQL。
原文链接:https://blog.csdn.net/l1028386804/article/details/114340741

【MySQL】一文看懂MySQL体系架构

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原文地址:https://www.cnblogs.com/OrcinusOrca/p/14685408.html

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