mysql整体架构和语句的执行流程

2023年5月10日 170点热度 0人点赞 0条评论

mysql服务端整体架构

主要分为两部分，server层和存储引擎

server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖mysql的大多数核心服务过功能，以及所有的内置函数，所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程，触发器，视图等
存储引擎层负责数据等存储和读取，其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM等多个引擎。从mysql5.5.5版本开始InnoDB成为了默认引擎。

由mysql客户端发起请求，连接器负责与客户端连接验证权限，连接成功之后开始查询缓存（当缓存开启时）,如果命中则直接返回数据，如果没有命中则交由分析器进行sql词法和语法分析，然后交给优化器进行选择索引生成执行计划，最后交给执行器去调用存储引擎的API获取结果并返回

当 MySQL 服务端拿到一条 SQL 查询语句后，首先会查询缓存，看之前是不是执行过这条语句。如果执行过，会缓存在内存中，这个时候直接返回之前缓存的查询结果给客户端即可；如果在缓存中没有找到对应的记录，就会继续后面的操作，并且在最终执行完成后，将查询结果保存到查询缓存。

注：MySQL 8.0 版本开始将不再支持查询缓存功能。

可以通过show variables like '%query_cache%';语句查看系统查询缓存的设置

query_cache_type 为 OFF 表示默认关闭。你可以在配置文件中配置该值来决定是否启用查询缓存。

如果查询缓存没有启用或者没有命中，就开始真正执行 SQL 查询语句了。

MySQL 会通过分析器对 SQL 语句做词法分析，以确定到底要做什么，比如 select 表示查询语句，update 表示更新语句等，表名是什么，查询的字段有哪些，查询的条件是什么。

如果 SQL 语句词法和语法分析都没有问题，接下来，会经由优化器生成执行计划，这里面主要的工作是数据表包含索引的时候，判定是否使用索引，以及使用哪些索引效率最高（扫描行数最少），我们可以在执行一个 SQL 查询语句之前通过 explain 语句查看它的执行计划：

根据执行计划执行sql查询语句时，会先验证权限，有相应权限才会继续执行，否则会报权限错误

具体的查询操作是通过存储引擎提供的API接口完成的。执行器调用这些接口可以完成诸如读取下一行记录、插入记录、更新记录之类的日常数据库操作，执行 SQL 查询返回所有满足条件的结果集也是如此。

和sql查询语句一样，MySql客户端提交SQL更新语句前，先要通过连接器建立连接，连接器验证权限等相关操作，然后交给分析器进行词法和语法分析后由执行器负责具体的执行。（修改、删除语句也是一样）

当一张数据表有更新的时候，对应的查询缓存数据就会被清空。

与查询流程不一样的是，更新还涉及到日志的写入，redo log(重做日志)和binlog(归档日志)

MySql的设计者引入了WAL技术(Write-Ahead Logging),即先写日志，在写磁盘。

比如InnoDB引擎,当有记录需要更新的时候，InnoDB就会先把记录写到redolog里边，并更新内存，这时候更新操作就算是完成，等InnoDB空闲的时候，在将这个操作更新到磁盘里边。这样做就是因为如果每次更新操作都要写到磁盘的话，整个IO成本会非常高。

redo Log 是InnoDB引擎提供的日志系统，bindlog可以一直追加写入，负责数据库全量数据的备份和恢复，数据库集群的主从同步也是基于binlog实现的。

binlog是属于MySql Server层面的，所有存储引擎都可以共用它

在 InnoDB 引擎出现之前，MySQL 默认的存储引擎是 MyISAM，那个时候为了实现数据备份和恢复，使用的是 binlog，不过 binlog 是一个归档日志，不具备数据库崩溃重启后的数据恢复功能

执行器通过 API 接口将更新数据传递给存储引擎执行更新操作；
存储引擎在拿到更新数据后，先将其更新到内存，同时将这个更新操作记录到 redo log，此时 redo log 处于 prepare 状态，然后告知执行器执行完成了，随时可以提交事务；
执行器生成这个操作的 binlog，并把 binlog 写入磁盘（写入时机可以配置，对于事务操作而言，都是在事务提交时才会持久化写入的，相关细节我们后面讲数据库数据一致性的时候会详细介绍）；
执行器调用引擎的提交事务接口，引擎把刚刚写入的 redo log 改成 commit 状态，更新完成。