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详细介绍mysql理论和基础知识

转载2021-06-10 09:29:140369
本篇文章给大家详细介绍mysql理论和基础知识。有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对大家有所帮助。

mysql架构

一、网络连接层

客户端连接器(Client Connectors):提供与MySQL服务器建立的支持。目前几乎支持所有主流 的服务端编程技术,例如常见的 Java、C、Python、.NET等,它们通过各自API技术与MySQL建立连接

二、服务层(MySQL Server)

服务层是MySQL Server的核心,主要包含系统管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优化器和缓存六个部分。

连接池(Connection Pool):负责存储和管理客户端与数据库的连接,一个线程负责管理一个连接。

系统管理和控制工具(Management Services & Utilities):例如备份恢复、安全管理、集群 管理等

SQL接口(SQL Interface):用于接受客户端发送的各种SQL命令,并且返回用户需要查询的结 果。比如DML、DDL、存储过程、视图、触发器等。

解析器(Parser):负责将请求的SQL解析生成一个"解析树"。然后根据一些MySQL规则进一步 检查解析树是否合法。

查询优化器(Optimizer):当“解析树”通过解析器语法检查后,将交由优化器将其转化成执行计 划,然后与存储引擎交互。

select uid,name from user where gender=1;

选取–》投影–》联接 策略

1)select先根据where语句进行选取,并不是查询出全部数据再过滤

2)select查询根据uid和name进行属性投影,并不是取出所有字段

3)将前面选取和投影联接起来最终生成查询结果

缓存(Cache&Buffer): 缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存,记录缓存,权限缓 存,引擎缓存等。如果查询缓存有命中的查询结果,查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。

三、存储引擎层(Pluggable Storage Engines)

存储引擎负责MySQL中数据的存储与提取,与底层系统文件进行交互。MySQL存储引擎是插件式的, 服务器中的查询执行引擎通过接口与存储引擎进行通信,接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异 。现在有 很多种存储引擎,各有各的特点,最常见的是MyISAM和InnoDB。

四、系统文件层(File System)

该层负责将数据库的数据和日志存储在文件系统之上,并完成与存储引擎的交互,是文件的物理存储层。主要包含日志文件,数据文件,配置文件,pid 文件,socket 文件等。

日志文件

错误日志(Error log)

默认开启,show variables like ‘%log_error%’

通用查询日志(General query log)

记录一般查询语句,show variables like ‘%general%’;

二进制日志(binary log)

记录了对MySQL数据库执行的更改操作,并且记录了语句的发生时间、执行时长;但是它不 记录select、show等不修改数据库的SQL。主要用于数据库恢复和主从复制。

show variables like ‘%log_bin%’; //是否开启

show variables like ‘%binlog%’; //参数查看

show binary logs;//查看日志文件 慢

查询日志(Slow query log)

记录所有执行时间超时的查询SQL,默认是10秒。

show variables like ‘%slow_query%’; //是否开启

show variables like ‘%long_query_time%’; //时长

配置文件

用于存放MySQL所有的配置信息文件,比如my.cnf、my.ini等。

数据文件

db.opt 文件:记录这个库的默认使用的字符集和校验规则。

frm 文件:存储与表相关的元数据(meta)信息,包括表结构的定义信息等,每一张表都会 有一个frm 文件。

MYD 文件:MyISAM 存储引擎专用,存放 MyISAM 表的数据(data),每一张表都会有一个 .MYD 文件。

MYI 文件:MyISAM 存储引擎专用,存放 MyISAM 表的索引相关信息,每一张 MyISAM 表对 应一个 .MYI 文件。

ibd文件和 IBDATA 文件:存放 InnoDB 的数据文件(包括索引)。InnoDB 存储引擎有两种 表空间方式:独享表空间和共享表空间。独享表空间使用 .ibd 文件来存放数据,且每一张 InnoDB 表对应一个 .ibd 文件。共享表空间使用 .ibdata 文件,所有表共同使用一个(或多 个,自行配置).ibdata 文件。

ibdata1 文件:系统表空间数据文件,存储表元数据、Undo日志等 。

ib_logfile0、ib_logfile1 文件:Redo log 日志文件。

pid 文件

pid 文件是 mysqld 应用程序在 Unix/Linux 环境下的一个进程文件,和许多其他 Unix/Linux 服务端程序一样,它存放着自己的进程 id。

socket 文件

socket 文件也是在 Unix/Linux 环境下才有的,用户在 Unix/Linux 环境下客户端连接可以不通过 TCP/IP 网络而直接使用 Unix Socket 来连接 MySQL。

InnoDB和MyISAM

事务和外键

InnoDB支持事务和外键,具有安全性和完整性,适合大量insert或update操作

MyISAM不支持事务和外键,它提供高速存储和检索,适合大量的select查询操作

锁机制

InnoDB支持行级锁,锁定指定记录。基于索引来加锁实现。

MyISAM支持表级锁,锁定整张表。

索引结构

InnoDB使用聚集索引(聚簇索引),索引和记录在一起存储,既缓存索引,也缓存记录。

MyISAM使用非聚集索引(非聚簇索引),索引和记录分开。

并发处理能力

MyISAM使用表锁,会导致写操作并发率低,读之间并不阻塞,读写阻塞。

InnoDB读写阻塞可以与隔离级别有关,可以采用多版本并发控制(MVCC)来支持高并发

存储文件

InnoDB表对应两个文件,一个.frm表结构文件,一个.ibd数据文件。InnoDB表最大支持64TB;

MyISAM表对应三个文件,一个.frm表结构文件,一个MYD表数据文件,一个.MYI索引文件。从 MySQL5.0开始默认限制是256TB。

Redo Log和Binlog区别

Redo Log是属于InnoDB引擎功能,Binlog是属于MySQL Server自带功能,并且是以二进制 文件记录。

Redo Log属于物理日志,记录该数据页更新状态内容,Binlog是逻辑日志,记录更新过程。

Redo Log日志是循环写,日志空间大小是固定,Binlog是追加写入,写完一个写下一个,不 会覆盖使用。

Redo Log作为服务器异常宕机后事务数据自动恢复使用,Binlog可以作为主从复制和数据恢 复使用。Binlog没有自动crash-safe能力。

在应用中可以在从库追加多个索引来优化查询,主库这些索引可以不加,用于提升写效率。

读写分离方案

1写后立刻读

在写入数据库后,某个时间段内读操作就去主库,之后读操作访问从库。

2二次查询

先去从库读取数据,找不到时就去主库进行数据读取。该操作容易将读压力返还给主库,为了避免 恶意攻击,建议对数据库访问API操作进行封装,有利于安全和低耦合。

3根据业务特殊处理

根据业务特点和重要程度进行调整,比如重要的,实时性要求高的业务数据读写可以放在主库。对 于次要的业务,实时性要求不高可以进行读写分离,查询时去从库查询。

相关推荐:《mysql教程

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