MySQL深度剖析系列

本文轉載自查看原文 2020-11-10 21:35 459 11-MySQL專題

一. 整體介紹

1. 背景和工具介紹

(1). MySQL的地位

　MySQL 在整個數據庫圖譜中占有非常重要的地位。據全球著名分析公司 Gartner 提供的數據，已有超過 63% 的用戶已經部署或者將要部署 MySQL。

　目前國內大部分互聯網公司都選擇 MySQL 數據庫來支撐自己的業務，例如，你所熟知的騰訊、阿里、百度、頭條、美團、滴滴、快手、攜程、去哪兒網等等公司都有大規模的 MySQL 集群。

(2). MySQL常用客戶端工具

　Window : MySQL WorkBench, Navicat, SQLyog,HeidiSQL,MySQL Front

　Linux：MySQL WorkBeanch, Navicat

　MacOS：Navicat、Sequel Pro

2. 環境准備

　(1). MySQL的Windows版exe下載地址：https://dev.mysql.com/downloads/windows/installer/8.0.html

　(2). MySQL的Windows版zip下載地址：https://dev.mysql.com/downloads/mysql/

　(3). MySQL的Linux標准版下載地址：https://dev.mysql.com/downloads/mysql/

3. MySQL的起源和分支

(1). 發展歷史

(2). 分支結構

　如下圖，來看一下 MySQL 的主流分支。MySQL 從最初的 1.0、3.1 到后來的 5.0，發生了各種各樣的變化。被 Oracle 收購后，MySQL 的版本其實主要有幾個分支，除了需要付費的 MySQL 企業版本，還有很多 MySQL 社區版本。

　當然，第一條分支肯定是已經更新到 8.0 的 MySQL 官方版本。還有一條分支非常流行的開源分支版本叫 Percona Server，它是 MySQL 的技術支持公司 Percona 推出的，也是在實際工作中經常碰到的。Percona Server 在 MySQL 官方版本的基礎上做了一些補丁和優化，同時推出了一些工具。另外一個非常不錯的版本叫 MariaDB，它是 MySQL 的公司被 Oracle 收購后，MySQL 的創始人 Monty 先生，按原來的思路重新寫的一套新數據庫，同時也把 InnoDB 引擎作為主要存儲引擎，也算 MySQL 的分支。

4. MySQL的體系架構

　MySQL Server架構自頂向下大致可以分網絡連接層、服務層、存儲引擎層和系統文件層。

(1). 網絡連接層

　客戶端連接器（Client Connectors）：提供與MySQL服務器建立的支持。目前幾乎支持所有主流的服務端編程技術，例如常見的 Java、C、Python、.NET等，它們通過各自API技術與MySQL建立連接。

(2). 服務層

　服務層是MySQL Server的核心，主要包含系統管理和控制工具、連接池、SQL接口、解析器、查詢優化器和緩存六個部分。

　A. 連接池（Connection Pool）：負責存儲和管理客戶端與數據庫的連接，一個線程負責管理一個連接。

　B. 系統管理和控制工具（Management Services & Utilities）：例如備份恢復、安全管理、集群管理等

　C. SQL接口（SQL Interface）：用於接受客戶端發送的各種SQL命令，並且返回用戶需要查詢的結果。比如DML、DDL、存儲過程、視圖、觸發器等。

　D. 解析器（Parser）：負責將請求的SQL解析生成一個"解析樹"。然后根據一些MySQL規則進一步檢查解析樹是否合法。

　E. 查詢優化器（Optimizer）：當“解析樹”通過解析器語法檢查后，將交由優化器將其轉化成執行計划，然后與存儲引擎交互。

　F. 緩存（Cache&Buffer）：緩存機制是由一系列小緩存組成的。比如表緩存，記錄緩存，權限緩存，引擎緩存等。如果查詢緩存有命中的查詢結果，查詢語句就可以直接去查詢緩存中取數據。

(3). 存儲引擎層

　存儲引擎負責MySQL中數據的存儲與提取，與底層系統文件進行交互。MySQL存儲引擎是插件式的，服務器中的查詢執行引擎通過接口與存儲引擎進行通信，接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異。現在有很多種存儲引擎，各有各的特點，最常見的是MyISAM和InnoDB。

(4). 系統文件層

　該層負責將數據庫的數據和日志存儲在文件系統之上，並完成與存儲引擎的交互，是文件的物理存儲層。主要包含日志文件，數據文件，配置文件，pid 文件，socket 文件等。

A. 日志文件

　錯誤日志（Error log）默認開啟，show variables like '%log_error%'

　通用查詢日志（General query log）,記錄一般查詢語句，show variables like '%general%';

　二進制日志（binary log）,記錄了對MySQL數據庫執行的更改操作，並且記錄了語句的發生時間、執行時長；但是它不記錄select、show等不修改數據庫的SQL。主要用於數據庫恢復和主從復制。

show variables like '%log_bin%'; //是否開啟

show variables like '%binlog%'; //參數查看

show binary logs;//查看日志文件

　慢查詢日志（Slow query log）,記錄所有執行時間超時的查詢SQL，默認是10秒。

show variables like '%slow_query%'; //是否開啟

show variables like '%long_query_time%'; //時長

B. 配置文件

　用於存放MySQL所有的配置信息文件，比如my.cnf、my.ini等。

C. 數據文件

　　db.opt 文件：記錄這個庫的默認使用的字符集和校驗規則。

　　frm 文件：存儲與表相關的元數據（meta）信息，包括表結構的定義信息等，每一張表都會有一個frm 文件。

　　MYD 文件：MyISAM 存儲引擎專用，存放 MyISAM 表的數據（data)，每一張表都會有一個.MYD 文件。

　　MYI 文件：MyISAM 存儲引擎專用，存放 MyISAM 表的索引相關信息，每一張 MyISAM 表對應一個 .MYI 文件。

　　ibd文件和 IBDATA 文件：存放 InnoDB 的數據文件（包括索引）。InnoDB 存儲引擎有兩種表空間方式：獨享表空間和共享表空間。獨享表空間使用 .ibd 文件來存放數據，且每一張InnoDB 表對應一個 .ibd 文件。共享表空間使用 .ibdata 文件，所有表共同使用一個（或多

　個，自行配置）.ibdata 文件。

　　ibdata1 文件：系統表空間數據文件，存儲表元數據、Undo日志等。

　　ib_logfile0、ib_logfile1 文件：Redo log 日志文件。

　pid 文件

　　pid 文件是 mysqld 應用程序在 Unix/Linux 環境下的一個進程文件，和許多其他 Unix/Linux 服務端程序一樣，它存放着自己的進程 id。

　socket 文件

　　socket 文件也是在 Unix/Linux 環境下才有的，用戶在 Unix/Linux 環境下客戶端連接可以不通過TCP/IP 網絡而直接使用 Unix Socket 來連接 MySQL。