前言

很多開發(fā)同學(xué)對SQL優(yōu)化如數(shù)家珍，卻對MySQL架構(gòu)一知半解。豈不是只見樹葉，不見森林，終將陷入細節(jié)中不能自拔。

今天就一塊學(xué)習(xí)MySQL分層架構(gòu)，深入了解MySQL底層實現(xiàn)原理，以及每層的作用，我們常見的SQL優(yōu)化到底在哪一層做了優(yōu)化？

1. MySQL整體架構(gòu)

由圖中可以看到MySQL架構(gòu)主要分為Server層和存儲引擎層。

Server層又分為連接器、緩存、分析器、優(yōu)化器、執(zhí)行器。所有跨存儲引擎的功能都在這層實現(xiàn)，比如：函數(shù)、存儲過程、觸發(fā)器、視圖等。

存儲引擎是可插拔式的，常見的存儲引擎有MyISAM、InnoDB、Memory等，MySQL5.5之前默認的是MyISAM，之后默認的是InnoDB。

2. 連接器

連接器主要用來管理客戶端的連接和用戶身份認證。

客戶端與Server端的連接采用的是TCP協(xié)議，經(jīng)過TCP握手，建立連接之后，連接器開始進行身份驗證。

> mysql -hlocalhost -P3306 -uroot -p

如果認證失敗，就會出現(xiàn)錯誤 ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: YES)。

可以通過 show processlist 命令查看系統(tǒng)所有連接的信息：

其中Commond列表示連接狀態(tài)，Daemon表示后臺進程，Query表示查詢，Sleep表示空閑連接。

3. 查詢緩存

客戶端請求不會直接去存儲引擎查詢數(shù)據(jù)，而是先在緩存中查詢結(jié)果是否存在。如果結(jié)果已存在，直接返回，否則再執(zhí)行一遍查詢流程，查詢結(jié)束后把結(jié)果再緩存起來。

如果數(shù)據(jù)表發(fā)生更改，將清空失效緩存，例如 insert、update、delete、alter操作等。

對于頻繁變更的數(shù)據(jù)表來說，緩存命中率很低。使用緩存反而降低了讀寫性能，所以在MySQL8.0以后就移除了緩存模塊。

可以通過下面命令查看是否開啟了緩存：

4. 分析器

分析器主要對SQL語句進行詞法分析和語法分析。

首先進行詞法分析，分析出MySQL的關(guān)鍵字、以及每個詞語代表的含義。然后進行語法分析，檢測SQL語句是否符合MySQL語法要求。

MySQL通過識別字符串中列名、表名、where、select/update/insert 等MySQL關(guān)鍵字，在根據(jù)語法規(guī)則判斷sql是否滿足語法，最終會生成一個抽象語法樹(AST)。

比如：SQL語句中少寫個where關(guān)鍵字，就會提示錯誤。

mysql> select * from user id=1;
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '=1' at line 1

5. 優(yōu)化器

在真正執(zhí)行SQL語句之前，還需要經(jīng)過優(yōu)化器處理。

我們熟知的執(zhí)行計劃（Explain）就是優(yōu)化器生成的。

優(yōu)化器主要有兩個作用：邏輯優(yōu)化和物理優(yōu)化。

邏輯優(yōu)化主要進行等價謂詞重寫、條件化簡、子查詢消除、連接消除、語義優(yōu)化、分組合并、選擇下推、索引優(yōu)化查詢、表查詢替換視圖查詢、Union替換or操作等。

物理優(yōu)化主要作用是通過貪婪算法，根據(jù)代價估算模型，估算出每種執(zhí)行方式的代價。并使用索引優(yōu)化表連接，最終生成查詢執(zhí)行計劃。

附上MySQL優(yōu)化器架構(gòu)圖，可以清晰的看到優(yōu)化過程：

如果想知道優(yōu)化器估算結(jié)果信息，可以通過Explain查看，關(guān)注一燈架構(gòu)，下篇文章會詳細講解Explain具體用法。

6. 執(zhí)行器

在優(yōu)化器優(yōu)化完SQL，并生成了執(zhí)行計劃后，就會把執(zhí)行計劃傳遞給執(zhí)行器。

執(zhí)行器調(diào)用存儲引擎接口，真正的執(zhí)行SQL查詢。獲取到存儲引擎返回的查詢結(jié)果，并把結(jié)果返回給客戶端，至此SQL語句執(zhí)行結(jié)束。

7. 總結(jié)

本篇文章主要帶大家了解了MySQL分層架構(gòu)，以及每層的架構(gòu)的作用?？梢钥闯鯩ySQL每層架構(gòu)分工明確、邏輯清晰，深刻地體現(xiàn)了架構(gòu)設(shè)計中“高內(nèi)聚，低耦合”的設(shè)計思想。我們平時在做架構(gòu)設(shè)計的時候，也要多學(xué)習(xí)一下這種分層架構(gòu)的設(shè)計思想。

到此這篇關(guān)于MySQL架構(gòu)設(shè)計思想詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL架構(gòu)設(shè)計內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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