MySQL - 架构图

从一条SQL查询过程讲起MySQL架构图

架构图

Mysql逻辑架构图

• Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
• 存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。

连接器

我们要进行查询，第一步就是先去链接数据库，那这个时候就是连接器跟我们对接。
他负责跟客户端建立链接、获取权限、维持和管理连接。
链接的时候会经过TCP握手，然后身份验证，然后我们输入用户名密码就好了。
验证ok后，我们就连上了这个MySQL服务了，但是这个时候我们处于空闲状态。

查看空闲连接

show processlist，其中的Command列显示为Sleep的这一行，就表示现在系统里面有一个空闲连接。

客户端如果太长时间没动静，连接器就会自动将它断开。这个时间是由参数 wait_timeout 控制的，默认值是 8 小时。

如果在连接被断开之后，客户端再次发送请求的话，就会收到一个错误提醒： Lost connection to MySQL server during query。这时候如果你要继续，就需要重连，然后再执行请求了。

数据库里面，长连接是指连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。短连接则是指每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立一个。

建立连接的过程通常是比较复杂的，所以我建议你在使用中要尽量减少建立连接的动作，也就是尽量使用长连接。

但是全部使用长连接后，你可能会发现，有些时候 MySQL 占用内存涨得特别快，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。这些资源会在连接断开的时候才释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉（OOM），从现象看就是 MySQL 异常重启了。

怎么解决这个问题呢？可以考虑以下两种方案。

• 定期断开长连接。使用一段时间，或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后要查询再重连。
• 如果用的是 MySQL 5.7 或更新版本，可以在每次执行一个比较大的操作后，通过执行 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时的状态。

查询缓存

MySQL拿到一个查询请求后，会先到查询缓存看看，之前是不是执行过这条语句。
同一条语句在MySQL执行两次，第一次和后面的时间是不一样的，后者明显快一些，这就是因为缓存的存在。
跟Redis一样，只要是你之前执行过的语句，都会在内存里面用key-value形式存储着。
查询的时候就会拿着语句先去缓存中查询，如果能够命中就返回缓存的value，如果不命中就执行后面的阶段。

但是大多数情况下不要使用查询缓存，为什么呢？因为查询缓存往往弊大于利。

查询缓存的失效非常频繁，只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。因此很可能你费劲地把结果存起来，还没使用呢，就被一个更新全清空了。对于更新压力大的数据库来说，查询缓存的命中率会非常低。除非你的业务就是有一张静态表，很长时间才会更新一次。比如，一个系统配置表，那这张表上的查询才适合使用查询缓存。

MySQL 也提供了这种“按需使用”的方式。你可以将参数 query_cache_type 设置成 DEMAND，这样对于默认的 SQL 语句都不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句，可以用 SQL_CACHE 显式指定，像下面这个语句一样：

mysql> select SQL_CACHE * from T where ID=10；

有个小技巧就是，开发的时候，都会去库里看看sql执行时间，但是可能是有缓存的，一般就在sql前面使用SQL_NO_CACHE就可以知道真正的查询时间了。

mysql> select SQL_NO_CACHE * from T where ID=10；

需要注意的是，MySQL 8.0 版本直接将查询缓存的整块功能删掉了，也就是说 8.0 开始彻底没有这个功能了。

分析器

在缓存没有命中的情况下，就开始执行语句了，你写的语句有没有语法错误，这是接下来MySQL比较关心的点。

Mysql会先做词法分析，语句有这么多单词、空格，MySQL就需要识别每个字符串所代表的是什么，是关键字，还是表名，还是列名等等。

然后就开始语法分析，根据词法分析的结果，语法分析会判断你sql的对错，错了会提醒你的，并且会提示你哪里错了。

优化器

经过了分析器，MySQL 就知道你要做什么了。在开始执行之前，还要先经过优化器的处理。

优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引，主键索引还是联合索引等等；或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。比如你执行下面这样的语句，这个语句是执行两个表的 join：

mysql> select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;

既可以先从表 t1 里面取出 c=10 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到表 t2，再判断 t2 里面 d 的值是否等于 20。

也可以先从表 t2 里面取出 d=20 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到 t1，再判断 t1 里面 c 的值是否等于 10。

这两种执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。

执行器

首先判断用户是否有对该表执行的权限。

然后就是操作引擎，执行的时候，就一行一行的去判断是否满足条件，有索引的执行起来可能就好点，一行行的判断就像是接口都提前在引擎定义好了，所以比较快。

数据库的慢日志有个rows_examined字段，扫描多少行可以看到，还有explain也可以看到执行计划，我们扫描了多少行。