Mysql架构与历史总结
1.mysql的逻辑结构
a.第一层，基于网络的客户端/服务器的工具或者服务都有类似的结构，比如连接处理，授权认证，安全等
b。第二层：包括查询解析，分析，优化，缓存以及所有内置函数，存储过程，触发器，视图等
c。存储引擎，负责mysql中数据的存储和提取，
1.1 连接管理与安全性
每个连接拥有一个线程，服务器会负责缓存线程，因此不需要为每一个新建的连接创建或者销毁线程。
当连接时，会进行认证，基于用户名，原始主机信息和密码，一旦连接成功，会继续认证该客户端是否具有执行某个特定查询的权限
1.2 优化和执行
mysql会解析查询，并创建内部数据结构，然后对其进行优化，包括重写查询，决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。
2.mysql并发控制
mysql并发控制主要在两个层面，服务器层和存储引擎层面。
解决并发控制的经典做法是：通过共享锁（读锁）和排他锁（写锁），写锁会阻塞其他的写锁和读锁。锁的策略就是在安全性和锁的开销之间的平衡性。锁的开销主要有获得锁、检查锁、释放锁，锁的粒度的问题，mysql主要提供了两种粒度的锁：表锁、行级锁。表锁是开销最小的锁策略，会锁定整张表。行锁能最大限度的支持并发处理，相应的是开销最大，行锁实现在存储引擎层，在服务器层没有实现。
3.事务处理
事务就是一组原子性的sql查询，事务内的语句要么全部执行，要么执行失败，事务需要具有ACID特性，典型例子就是银行转账，ACID表示原子性（atomicity）、一致性（ consistency）、隔离性（isolation）和持久性（durability）,在应用逻辑中实现事务的ACID几乎不可能。
数据库隔离级别主要有四种，mysql使用的是可串行化、repetable read（可重复读）、（read commited）提交读、（read uncommited）未提交读，提交读：对表进行更新，不提交事务，读取数据发现还是原数据，提交事务后读取的是新的数据，在提交事务前所做的修改对于读是不可见的。不可重复读：进行一个A事务，读记录，B事务插入数据，A事务执行相同的查询，两次得到不同的结果（幻读的问题）。
一组原子性的sql查询，
隔离级别： 未提交读，提交读，可重复读，可串行化
事务日志：帮助提高事务的效率，使用事务日志，存储引擎在修改表的数据时只需要修改其内存拷贝，
mysql中的事务： InnoDb，NDB cluster
4.多版本并发控制（MVCC）
MySQL的大多数事务存储引擎的实现都不是简单的行级锁，基于提升并发性能的考虑，它们一般都实现了MVCC,不仅MySQl, Oracle，PostgreSQL等其他数据库系统也都实现了MVCC,但各自的实现机制各不相同，MVCC并没有统一的实现标准。可以认为MVCC是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，因此开销更低。虽然实现机制各不相同，但是大都实现了非阻塞的读操作，锁操作也只锁定必要的行。
MVCC的实现，是通过保存数据在某个时间点的快照实现的。也就是说，不管执行多长时间，每个事务看到的数据都是一致的。
不同存储引擎的MVCC实现是不同的，典型的有乐观并发控制和悲观并发控制。
InnoDB的MVCC, 是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的。这两个列，一个保存了行的创建版本，一个保存了行的过期版本（删除版本）；。每开始一个新的事物，系统版本号都会递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号，用来和查询到的每个记录的版本号比较
5.锁粒度
一般情况下，锁定的数据量越少，则系统的并发程度越高。锁策略是在锁的开销和安全性之间寻求平衡。大多数一般是在表上施加行级锁。Mysql中每个存储引擎都可以实现自己的锁策略和锁粒度。Mysql中有表锁和行级锁。
表锁
是Mysql中最基本的锁策略，并且是开销最小的策略，它会锁定整个表。一个用户对表进行写操作，需要首先获得写锁，这回阻塞其他用户对该表的所有读写操作。
尽管存储引擎可以管理自己的锁，但是Mysql本身还是会使用各种有效的表锁来实现不同的目的。比如：服务器会为诸如：ALTER Table之类的语句使用表锁，而忽略存储引擎的锁机制。
行级锁
行级锁可以最大程度的支持并发处理，INNodb和XtraDB存储引擎中实现了行级锁。行级锁只在存储引擎层实现，而在Mysql服务器层没有实现。服务器层完全不了解存储引擎中的锁实现
6.mysql的存储引擎
InnoDB存储引擎
事务型，用来处理大量的短期（short-lived）事务，采用MVCC支持高并发，默认使用REPEATABLE READ（可重复读）隔离级别，可防止幻影行插入，基于聚簇索引建立，支持热备份；热备份就是可以不用停止读或写就可以获得一致性视图。
MyISAM存储引擎
非事务型，不支持事务和行级锁，采用表级锁，奔溃后无法安全恢复；支持基于分词创建的全文索引；其表级锁表现为：读取时加共享锁，写入时加排他锁，但读取时也可以插入新记录；MyISAM引擎设计简单，数据以紧密格式存储，某些场景性能很好。但根本问题是表级锁问题，使查询处于Locked状态。
最后分享一个我自己的后端技术群，群里自己收集了很多Java架构资料，大家可以进群领取群号：680075317，也可以进群一起交流，比如遇到技术瓶颈、面试不过的，大家一些交流学习！
网友评论