MySQL数据库的简单原理

MySQL是一个单进程的服务，对于每一个请求都是用线程来响应的，这就需要一个连接器来处理新用户的请求、响应以及销毁。

1.客户端请求，服务端开启线程响应用户。

2.用户发起SQL语句，查询数据库。

3.查询缓存：记录用户的SQL查询语句，如果查询的内容是相同的，就会返回缓存。

4.如果缓存中没有对应的结果，就进入分析器（检查用户命令语法是否正确，将用户命令进行切片 ，用空格隔开每一个一个词，以此来获得用户要查询的表，内容和权限等等）。

5.优化器：执行路径的选择，生成执行树，每一个SQL语句都有很多执行路径，优化的目的是在这些路径里面选择一个最优的执行路径。

6.存储引擎：用于管理存储在文件系统或是裸设备上的数据管理程序。它本身给上层应用提供不同的管理，有的支持事务，有的不支持事务。

基本处理流程

缓存机制的简单介绍

    缓存机制简单的说就是缓存sql文本及查询结果，如果运行相同的sql，服务器则直接从缓存中取到结果，而不需要再去解析和执行sql。如果表更改了，那么使用这个表的所有缓存查询将不再有效，查询缓存值的相关条目也会被清空。更改指的是表中任何数据或是结构的改变，包括insert、update、delete、truncate、alter table、drop table或drop database等，也包括那些映射到改变了的表的使用MERGE表的查询。显然，这对于频繁更新的表，查询缓存是不适合的，而对于一些不常改变数据且有大量相同sql查询的表，是非常合适的。
    启用MySQL查询缓存可以极大地降低数据库服务器的CPU使用率，换一种说法，就是可以提高其性能。

MySQL检查缓存命中的规则

1、在检查缓存的时候，MySQL 不会对语句进行解析、正则化或者参数化，它精确地使用客户端传来的查询语句和其他数据。只要字符大小写、空格或者注释有一点点不同，查询缓存就认为这是一个不同的查询。

2、查询缓存不会存储有不确定结果的查询。因此，任何一个包含不确定函数（比如NOW()或CURRENT_DATE()）的查询不会被缓存。同样地，CURRENT_USER()或CONNECTION_ID()这些由不同用户执行，将会产生不同的结果的查询也不会被缓存。事实上，查询缓存不会缓存引用了用户自定义函数、存储函数、用户自定义变量、临时表、mysql 数据库中的表或者任何一个有列级权限的表的查询。

3、查询必须是完全相同的(逐字节相同)才能够被认为是相同的。另外，同样的查询字符串由于其它原因可能认为是不同的。使用不同的数据库、不同的协议版本或者不同 默认字符集的查询被认为是不同的查询并且分别进行缓存。

开启查询缓存的开销

1.读取查询在开始之前必须要检查缓存。

2. 如果查询是可以被缓存的，但是不在缓存中，那么在产生结果之后进行保存会带来一些额外的开销。写入数据的查询也会有额外的开销，因为它必须使缓存中相关的数据表失效。这些开销相对来说较小，所以查询缓存还是很有好处的。但是，稍后你会看到，额外的开销有可能也会增加。从缓存中受益最多的查询可能是需要很多资源来产生结果，但是不需要很多空间来保存的类型。所以用于存储、返回和失效的代价都较小。聚集查询，比如从大表中利用COUNT()产生较小的结果，就符合这个范畴。

MySQL缓存状态的查看

在mysql命令行执行命令（这里有两种，第一种比较详细，推荐）：
(1) mysql> show variables like '%cache%';
(2) mysql> show variables like '%query_cache%';

第一种命令的缓存状态

1.have_query_cache：表示支持开启缓存，这个值并不代表查询缓存已经开启了。

2.query_cache_type： 控制 Query Cache 功能的开关，可以设置为OFF,ON和DEMAND三种，OFF为关闭 Query Cache 功能，任何情况下都不会使用 Query Cache，ON：开启 Query Cache 功能，但是当 SELECT 语句中使用的 SQL_NO_CACHE 提示后，将不使用Query Cache，DEMAND开启 Query Cache 功能，但是只有当 SELECT 语句中使用了 SQL_CACHE 提示后，才使用 Query Cache。(我这里为OFF，下面有开启的配置)。

3.binlog_cache_size：默认大小是32768，即32K。

4.max_binlog_cache_size： 默认值是18446744073709547520，这个值很大，够我们使用的了。此参数和binlog_cache_size相对应，代表binlog所能使用的cache最大使用大小。如果系统中事务过多，而此参数值设置有小，则会报错。

5.query_cache_limit：允许 Cache 的单条 Query 结果集的最大容量，默认是1MB，超过此参数设置的 Query 结果集将不会被 Cache。

6.query_cache_min_res_unit：设置 Query Cache 中每次分配内存的最小空间大小，也就是每个 Query 的 Cache 最小占用的内存空间大小。

7.query_cache_size：设置 Query Cache 所使用的内存大小，默认值为0(我这里为1677216，即为16M，下面设置为32M)，大小必须是1024的整数倍，如果不是整数倍，MySQL 会自动调整降低最小量以达到1024的倍数。

8.query_cache_wlock_invalidate：控制当有写锁定发生在表上的时刻是否先失效该表相关的 Query Cache，如果设置为 1(TRUE)，则在写锁定的同时将失效该表相关的所有 Query Cache，如果设置为0(FALSE)则在锁定时刻仍然允许读取该表相关的 Query Cache。

开启查询缓存和设置查询缓存的内存

1.打开mysql的配置文件
sudo vim /etc/mysql/my.cnf

2.在[mysqld]添加 
query_cache_type = 1
query_cache_size = 32M （这里需要大于40KB，不然会报错）

开启缓存和设置缓存内存大小

3.重启mysql服务
sudo service mysql restart

缓存状态

这里已经开启了查询缓存，但是大小没有改变为32M，这里采取另一种方法设置(全局设置)，在mysql命令行执行命令 mysql> set global query_cache_size = 32 * 1024 * 1024;

缓存状态

此时query_cache_size已经更改为32M了。

检查查询缓存的使用情况

在mysql命令行执行命令 mysql> show status like '%qcache%';

查询缓存使用情况

1.Qcache_free_blocks：目前还处于空闲状态的 Query Cache中内存 Block数目。

2.Qcache_free_memory：目前还处于空闲状态的 Query Cache内存总量。

3.Qcache_hits:表示有多少次命中缓存。主要可以通过该值来验证我们的查询缓存的效果，数字越大，缓存效果越理想。(我这里为新的测试机，没有对数据库进行任何读写操作，所以为0)。

4.Qcache_inserts: 表示多少次未命中然后插入，意思是新来的SQL请求在缓存中未找到，不得不执行查询处理，执行查询处理后把结果insert到查询缓存中。这样的情况次数越多，表示查询缓存应用到的比较少，效果也就不理想。当然系统刚启动后，查询缓存是空的，这很正常。

5.Qcache_lowmem_prunes：当 Query Cache内存容量不够，需要从中删除老的Query Cache以给新的 Cache 对象使用的次数。

6.Qcache_not_cached：没有被 Cache的SQL数，包括无法被 Cache的 SQL 以及由于query_cache_type设置的不会被Cache的 SQL。(这里我进行一些SQL操作，所以会有数据)。

7.Qcache_queries_in_cache：目前在 Query Cache中的SQL数量。

8.Qcache_total_blocks：Query Cache中总的Block数量。

清空缓存

在mysql命令行中执行命令  mysql> flush status;

清空缓存

    根据不同的业务需求来选择是否开启查询缓存以及相对应的设置。