MySQL簡介

MySQL是一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB 公司開發(fā)，屬于 Oracle 旗下產(chǎn)品。由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開放源碼這一特點，一般中小型網(wǎng)站的開發(fā)都選擇 MySQL 作為數(shù)據(jù)庫。

近年來，隨著MySQL的不斷發(fā)展，越來越多的互聯(lián)網(wǎng)公司也選擇了MySQ作為數(shù)據(jù)庫存儲，其中不乏一些大廠，說明MySQL越來越受開發(fā)者的青睞。

MySQL體系結(jié)構(gòu)

• Connectors組件提供對外的連接，供JDBC、ODBC、php、 Python等進行數(shù)據(jù)庫連接
• 連接池組件(Connection Pool) 負(fù)責(zé)接收外部請求，將請求轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的模塊，每個連接成功的請求都會分配一個線程來負(fù)責(zé)維護客戶端與MySQL服務(wù)器的連接，該線程負(fù)責(zé)接收客戶端的請求，返回結(jié)果給客戶端
• 管理服務(wù)和工具組件（Management Service & Utilities）負(fù)責(zé)MySQL服務(wù)端的管理，如備份、恢復(fù)、安全、配置等
• SQL接口組件（SQL Interface） 負(fù)責(zé)處理DML、DDL、存儲過程、觸發(fā)器等SQL操作，并返回結(jié)果
• 查詢分析器組件（Parser） 分析SQL（檢查語法、合法性）
• 優(yōu)化器組件（Optimizer） 優(yōu)化SQL命令進行標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化分析
• 緩沖組件（Caches & Buffers） 用于查詢數(shù)據(jù)的緩沖和緩存
• 插件式存儲引擎（Pluggable Storage Engines） MySQL特有的特性，提供了各種類型的存儲引擎用于不同的業(yè)務(wù)場景
• 物理文件（File System） 存儲MySQL 數(shù)據(jù)庫文件、日志文件、redo日志、Undo日志、索引等文件

MySQL區(qū)別于其他數(shù)據(jù)庫最重要的一個特點就是插件式存儲引擎

存儲引擎是底層物理結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)，每個存儲引擎開發(fā)者可以按照自己的意愿來進行開發(fā)

存儲引擎是基于表的，而不是數(shù)據(jù)庫。也就是同一個庫中的不同表可以采用不同的存儲引擎

存儲引擎的好處是，每個存儲引擎都有各自的特點，能夠根據(jù)具體的應(yīng)用建立不同存儲引擎表

MySQL存儲引擎

由于MySQL數(shù)據(jù)庫開源特性，產(chǎn)生了很多種不同的存儲引擎，下面來介紹幾種常用的存儲引擎

InnoDB存儲引擎

InnoDB存儲引擎支持事務(wù)，其設(shè)計目標(biāo)主要面向在線事務(wù)處理（OLTP）的應(yīng)用

其特點是行鎖設(shè)計、支持外鍵，并支持類似于Oracle的非鎖定讀，即默認(rèn)讀取操作不會產(chǎn)生鎖

從MySQL數(shù)據(jù)庫5.5.8版本開始，InnoDB存儲引擎是默認(rèn)的存儲引擎

InnoDB通過使用多版本并發(fā)控制（MVCC）來獲得高并發(fā)性，并且實現(xiàn)了SQL標(biāo)準(zhǔn)的4種隔離級別，默認(rèn)為REPEATABLE級別。同時，使

用一種被稱為next-key locking的策略來避免幻讀（phantom）現(xiàn)象的產(chǎn)生。除此之外，InnoDB儲存引擎還提供了插入緩沖（insert

buffer）、二次寫（double write）、自適應(yīng)哈希索引（adaptive hash index）、預(yù)讀（read ahead）等高性能和高可用的功能

實際工作中，InnoDB應(yīng)該是用的最多的存儲引擎

MyISAM存儲引擎

MyISAM存儲引擎不支持事務(wù)、表鎖設(shè)計，支持全文索引，主要面向一些OLAP數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

在MySQL 5.5.8版本之前MyISAM存儲引擎是默認(rèn)的存儲引擎（除windows版本外），5.5.8以后默認(rèn)存儲引擎就換成InnoDB

MyISAM存儲引擎表由MYD和MYI組成，MYD用來存放數(shù)據(jù)文件，MYI用來存放索引文件

注意 對于MyISAM存儲引擎表，MySQL數(shù)據(jù)庫只緩存其索引文件，數(shù)據(jù)文件的緩存交由操作系統(tǒng)本身來完成，這與其他使用LRU算法緩存

數(shù)據(jù)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫大不相同。此外，在MySQL 5.1.23版本之前，無論是在32位還是64位操作系統(tǒng)環(huán)境下，緩存索引的緩沖區(qū)最大只能設(shè)置為4GB。在之后的版本中，64位系統(tǒng)可以支持大于4GB的索引緩沖區(qū)

NDB存儲引擎

NDB存儲引擎是一個集群存儲引擎，類似于Oracle的RAC集群，不過與Oracle RAC share everything架構(gòu)不同的是，其結(jié)構(gòu)是

sharenothing的集群架構(gòu)，因此能提供更高的可用性

NDB的特點是數(shù)據(jù)全部放在內(nèi)存中（從MySQL 5.1版本開始，可以將非索引數(shù)據(jù)放在磁盤上），因此主鍵查找（primary key lookups）的

速度極快，并且通過添加NDB數(shù)據(jù)存儲節(jié)點（Data Node）可以線性地提高數(shù)據(jù)庫性能，是高可用、高性能的集群系統(tǒng)

關(guān)于NDB存儲引擎，有一個問題值得注意，那就是NDB存儲引擎的連接操作（JOIN）是在MySQL數(shù)據(jù)庫層完成的，而不是在存儲引擎層完成的。這意味著，復(fù)雜的連接操作需要巨大的網(wǎng)絡(luò)開銷，因此查詢速度很慢

Memory存儲引擎

Memory存儲引擎（之前稱HEAP存儲引擎）將表中的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，如果數(shù)據(jù)庫重啟或發(fā)生崩潰，表中的數(shù)據(jù)都將消失。它非常適合

用于存儲臨時數(shù)據(jù)的臨時表，以及數(shù)據(jù)倉庫中的緯度表。Memory存儲引擎默認(rèn)使用哈希索引，而不是我們熟悉的B+樹索引

雖然Memory存儲引擎速度非常快，但在使用上還是有一定的限制。比如，只支持表鎖，并發(fā)性能較差，并且不支持TEXT和BLOB列類型。

最重要的是，存儲變長字段（varchar）時是按照定常字段（char）的方式進行的，因此會浪費內(nèi)存

Archive存儲引擎

Archive存儲引擎只支持INSERT和SELECT操作，從MySQL 5.1開始支持索引。Archive存儲引擎使用zlib算法將數(shù)據(jù)行（row）進行壓縮后存儲，壓縮比一般可達1∶10。正如其名字所示，Archive存儲引擎非常適合存儲歸檔數(shù)據(jù)，如日志信息。Archive存儲引擎使用行鎖來實現(xiàn)高并發(fā)的插入操作，但是其本身并不是事務(wù)安全的存儲引擎，其設(shè)計目標(biāo)主要是提供高速的插入和壓縮功能。

Federated存儲引擎

Federated存儲引擎表并不存放數(shù)據(jù)，它只是指向一臺遠程MySQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的表。這非常類似于SQL Server的鏈接服務(wù)器和Oracle

的透明網(wǎng)關(guān)，不同的是，當(dāng)前Federated存儲引擎只支持MySQL數(shù)據(jù)庫表，不支持異構(gòu)數(shù)據(jù)庫表。

Maria存儲引擎

Maria存儲引擎是新開發(fā)的引擎，設(shè)計目標(biāo)主要是用來取代原有的MyISAM存儲引擎，從而成為MySQL的默認(rèn)存儲引擎。

Maria存儲引擎的特點是：支持緩存數(shù)據(jù)和索引文件，應(yīng)用了行鎖設(shè)計，提供了MVCC功能，支持事務(wù)和非事務(wù)安全的選項，以及更好的BLOB字符類型的處理性能。

SQL是如何執(zhí)行的

一條查詢的SQL發(fā)送到MySQL服務(wù)器被執(zhí)行，返回查詢結(jié)果，這中間經(jīng)歷了什么？下面我們來看一下一條SQL語句從客戶端發(fā)送給MySQL服務(wù)器，MySQL到底執(zhí)行了哪些操作？

如上圖所示

• 客戶端SQL發(fā)送到MySQL服務(wù)端，首先會去查詢緩存里面查找，如果多次執(zhí)行同一個SQL是會命中緩存中，此時直接通過緩存來取數(shù)據(jù)
• 若沒有命中查詢緩存，則將SQL發(fā)送給解析器，解析器會對SQL過行語法、語義分析，同時也會對SQL合法性進行校驗
• SQL語義解析出來后，優(yōu)化器會對SQL語義進行優(yōu)化，比如，是走索引還是全表掃描，優(yōu)化器會根據(jù)實際情況來確定一個最優(yōu)的執(zhí)行方案（當(dāng)然，不一定是最優(yōu)的，只是給出MySQL認(rèn)為是最優(yōu)的執(zhí)行方案）
• 優(yōu)化完畢后，就給到執(zhí)行器進行執(zhí)行SQL，取出SQL執(zhí)行結(jié)果
• 最后將執(zhí)行結(jié)果返回給客戶端

簡單歸納一下，一條SQL在MySQL中的執(zhí)行過程如下：SQL ==> 查詢緩存 ==> 解析器 ==> 優(yōu)化器 ==> 執(zhí)行器

當(dāng)然，實際的過程遠遠比這個要復(fù)雜，這里只是列出來大致的步驟和過程，方便大家理解