<>Mysql的逻辑架构

Mysql的逻辑架构如下所示,整体分为两部分,Server层和存储引擎层。

与存储引擎无关的操作都是在Server层完成的,存储引擎层负责数据的存取。

下面将会按照上图的过程分别介绍每一步的作用,这里以查询一条记录为例。

<>连接器

这一步主要是管理连接和权限验证。

负责管理客户端的连接,比如mysql -u root -p
,就是客户端与连接器之间完成的,连接分为长连接和短连接,建议使用长连接,因为建立连接是相对复杂的一个过程。但是长连接也有优化的空间,即长连接过多,随着执行大的查询操作,会占用较多的内存。

建立连接完成之后,连接器会判断该用户的权限,之后用户的操作都会基于权限来判定是否允许。

<>分析器

这一步主要是词法分析和语法分析。

词法分析主要是判定用户想做什么,比如select 就是想要查询。

语法分析主要是判定用户输入的SQL是否符合Mysql的语法。

<>优化器

经过分析器,Mysql已经知道用户想要干什么了,但是对于相同的一条SQL语句,对于Mysql具体实施的时候,可能有多种方法去实现,效率也就不一样。

在优化器这一步,mysql需要判定怎么样执行才是最优的效率。

<>执行器

这一步主要是操作引擎和返回结果。通过操作存储引擎层来遍历一张数据表,去寻找符合条件的数据,并且返回给客户端。

<>Mysql执行一条更新语句的过程

与一条SQL查询语句相同的是,在Mysql中同样要经过连接器、分析器、优化器、执行器,也要用到存储引擎来进行数据的存取。

不同的是,更新语句需要涉及到两个重要的日志模块,redo log和binlog

<>redo log

一家饭店生意红火,但作为一家饭店来说,免不了每天都有赊账和来还账的。

如果赊账和还账的人不多还好,老板可以直接用一块粉板来记录,如果人多,粉板根本写不下一个月的赊账记录。

所以老板想到可以把所有的赊账记录写到账本上,而粉板上写的都是短时间的,等下班了之后,拿粉板上的和账本进行对账。

在这个例子中,粉板就是redo log,账本就是mysql中的记录
,我们用还账类比一下mysql的更新过程,如果每次有人更新,我们都去mysql中找到这条记录,效率很低,所以mysql的思路和这个老板一致,更新操作先放到redo
log中,过一段时间再慢慢消化。

这种思路叫WAL技术,即Write Ahead Logging技术,先写日志,再写磁盘。

需要注意的是,粉板如果满了,老板还没下班,老板就必须停下来手中的活。mysql中的redo log总共可以记录4GB的操作

当write pos 追上check point,mysql这个老板就要去处理一下redo log了。

除此之外,有了redo log持久化,数据库即使异常重启也不会丢日志,这是crash safe机制,但仍需要注意的是,redo
log是innodb存储引擎特有的。

<>bin log

binlog是Server层的日志,可以适用于所有存储引擎。

那既然有binlog了,前文为什么要搞一个innodb存储引擎专属的redo log呢?

因为mysql最开始没有innodb引擎,而是myisam引擎,使用的是binlog,但是binlog仅限于归档,没有crash safe
机制,于是自己补充了一个redo log。

* redo log是innodb存储引擎特有的,而binlog是server层特有的
* redo log存储的是物理日志,binlog是逻辑日志
* redo log像上面讲的那样,支持4GB大小,多了就得处理并且去覆盖,binlog日志当写满一个日志文件之后,会新建一个新的日志文件。
下面以更新ID为2的一行数据为例:

图中浅色框表示是在 InnoDB 内部执行的,深色框表示是在执行器中执行的。

* 执行器先找引擎取 ID=2 这一行。ID 是主键,引擎直接用树搜索找到这一行。如果 ID=2
这一行所在的数据页本来就在内存中,就直接返回给执行器;否则,需要先从磁盘读入内存,然后再返回。
* 执行器拿到引擎给的行数据,把这个值加上 1,比如原来是 N,现在就是 N+1,得到新的一行数据,再调用引擎接口写入这行新数据。
* 引擎将这行新数据更新到内存中,同时将这个更新操作记录到 redo log 里面,此时 redo log 处于 prepare
状态。然后告知执行器执行完成了,随时可以提交事务。执行器生成这个操作的 binlog,并把 binlog 写入磁盘。
* 执行器调用引擎的提交事务接口,引擎把刚刚写入的 redo log 改成提交(commit)状态,更新完成。
<>参考

极客时间 丁奇

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