高性能Mysql-逻辑架构

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS PostgreSQL,高可用系列 2核4GB
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: 高性能Mysql-逻辑架构

高性能Mysql 读书 笔记总结

Mysql特性:

  • 可以嵌入到应用程序中
  • 可以支持数据仓库
  • 支持内容索引和部署软件 等
  • 存储引擎架构

总结

MySQL逻辑架构分为三层:

  1. 连接层(Connection Layer):处理客户端连接请求,并且负责身份验证和授权,如果验证通过,就会创建一个线程,开启一个会话(Session)。
  2. 查询层(Query Layer):负责语句解析、查询优化和缓存,然后将查询转换为底层存储引擎可以理解的形式,并将结果返回给客户端。
  3. 存储引擎层(Storage Engine Layer):负责数据的存储和访问,MySQL支持多种存储引擎,如InnoDB、MyISAM等。每种存储引擎都有自己的特点和适用场景。存储引擎层将收到的请求转换成实际的数据操作,如INSERT、UPDATE、DELETE等。

原文章节:

和其他数据库系统相比,MySQL有点与众不同,它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥好的作用,但同时也会带来一点选择上的困难。MySQL并不完美,却足够灵活,能够适应高要求的环境,例如Web类应用。同时,MySQL既可以嵌入到应用程序中,也可以支持数据仓库、内容索引和部署软件、高可用的冗余系统、在线事务处理系统(OLTP)等各种应用类型。

为了充分发挥 MySQL 的性能并顺利地使用,就必须理解其设计。MySQL 的灵活性体现在很多方面。例如,你可以通过配置使它在不同的硬件上都运行得很好,也可以支持多种不同的数据类型。但是,MySQL最重要、最与众不同的特性是它的存储引擎架构,这种架构的设计将查询处理(Query Processing)及其他系统任务(Server Task)和数据的存储/提取相分离。这种处理和存储分离的设计可以在使用时根据性能、特性,以及其他需求来选择数据存储的方式。

本章概要地描述了MySQL的服务器架构、各种存储引擎之间的主要区别,以及这些区别的重要性。另外也会回顾一下 MySQL的历史背景和基准测试,并试图通过简化细节和演示案例来讨论MySQL的原理。这些讨论无论是对数据库一无所知的新手,还是熟知其他数据库的专家,都不无裨益。

1.1 MySQL 逻辑架构

要点:存储引擎不会去解析SQL,不同存储引擎之间也不会相互通信,而只是简单地响应上层服务器的请求。

原文章节:

如果能在头脑中构建出一幅MySQL各组件之间如何协同工作的架构图,就会有助于深入理解MySQL服务器。图1-1展示了MySQL的逻辑架构图。

最上层的服务并不是MySQL所独有的,大多数基于网络的客户端/服务器的工具或者服务都有类似的架构。比如连接处理、授权认证、安全等等。

第二层架构是MySQL比较有意思的部分。大多数 MySQL的核心服务功能都在这一层,包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有的内置函数(例如,日期、时间、数学和加密函数),所有跨存储引擎的功能都在这一层实现:存储过程、触发器、视图等。

第三层包含了存储引擎。存储引擎负责MySQL中数据的存储和提取。和GNU/Linux 下的各种文件系统一样,每个存储引擎都有它的优势和劣势。服务器通过API与存储引擎进行通信。这些接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异,使得这些差异对上层的查询过程透明。存储引擎API包含几十个底层函数,用于执行诸如“开始一个事务”或者“根据主键提取一行记录”等操作。但存储引擎不会去解析SQL,不同存储引擎之间也不会相互通信,而只是简单地响应上层服务器的请求。

1.1连接管理与安全性

要点:服务器负责缓存线程,不需要为每一个新建的连接创建或者销毁线程转。

原文章节:

每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程,这个连接的查询只会在这个单独的线程中执行,该线程只能轮流在某个CPU核心或者CPU中运行。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转。

当客户端(应用)连接到MySQL服务器时,服务器需要对其进行认证。认证基于用户名、原始主机信息和密码。如果使用了安全套接字(SSL)的方式连接,还可以使用X.509证书认证。一旦客户端连接成功,服务器会继续验证该客户端是否具有执行某个特定查询的权限(例如,是否允许客户端对world数据库的Country表执行SELECT 语句)。

1.2优化与执行

要点:在解析查询之前,服务器会先检查查询缓存

原文章节:

MySQL 会解析查询,并创建内部数据结构(解析树),然后对其进行各种优化,包括重写查询、决定表的读取顺序,以及选择合适的索引等。用户可以通过特殊的关键字提示(hint)优化器,影响它的决策过程。也可以请求优化器解释(explain)优化过程的各个因素,使用户可以知道服务器是如何进行优化决策的,并提供一个参考基准,便于用户重构查询和schema、修改相关配置,使应用尽可能高效运行。第6章我们将讨论更多优化器的细节。

优化器并不关心表使用的是什么存储引擎,但存储引擎对于优化查询是有影响的。优化器会请求存储引擎提供容量或某个具体操作的开销信息,以及表数据的统计信息等。例如,某些存储引擎的某种索引,可能对一些特定的查询有优化。关于索引与schema的优化,请参见第4章和第5章。

对于SELECT语句,在解析查询之前,服务器会先检查查询缓存(Query Cache),如果能够在其中找到对应的查询,服务器就不必再执行查询解析、优化和执行的整个过程,而是直接返回查询缓存中的结果集。第7章详细讨论了相关内容。

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