MySQL体系架构

一、MySQL体系架构

可以看出MySQL是由连接池、管理工具和服务、SQL接口、解析器、优化器、缓存、存储引擎、文件系统组成。

连接池

由于每次建立建立需要消耗很多时间，连接池的作用就是将这些连接缓存下来，下次可以直接用已经建立好的连接，提升服务器性能。

管理工具和服务

系统管理和控制工具，例如备份恢复、Mysql复制、集群等

SQL接口

接受用户的SQL命令，并且返回用户需要查询的结果。比如select ... from就是调用SQL接口

解析器

SQL命令传递到解析器的时候会被解析器验证和解析。解析器主要功能：1、将SQL语句分解成数据结构，后续步骤的传递和处理就是基于这个结构的。2、将SQL语句分解成数据结构，后续步骤的传递和处理就是基于这个结构的。

优化器

查询优化器，SQL语句在查询之前会使用查询优化器对查询进行优化。

缓存器

查询缓存，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。这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等。

存储引擎(后面会细讲)

文件系统(后面会细讲)

二、连接层

当MySQL启动（MySQL服务器就是一个进程），等待客户端连接，每一个客户端连接请求，服务器进程会创建一个线程专门处理与这个客户端的交互。当客户端与该服务器断开之后，不会立即撤销线程，只会把他缓存起来等待下一个客户端请求连接的时候，将其分配给该客户端。每个线程独立，拥有各自的内存处理空间。

 以下命令可以查看最大的连接数：

show VARIABLES like '%max_connections%' 

 连接到服务器，服务器需要对其进行验证，也就是用户名、IP、密码验证，一旦连接成功，还要验证是否具有执行某个特定查询的权限（例如，是否允许客户端对某个数据库某个表的某个操作）  

 三、Server层(SQL处理层)

这一层主要功能有：SQL语句的解析、优化，缓存的查询，MySQL内置函数的实现，跨存储引擎功能（所谓跨存储引擎就是说每个引擎都需提供的功能（引擎需对外提供接口）），例如：存储过程、触发器、视图等。

当然作为一个SQL的执行流程如下：

1.如果是查询语句（select语句），首先会查询缓存是否已有相应结果，有则返回结果，无则进行下一步（如果不是查询语句，同样调到下一步）

2.解析查询，创建一个内部数据结构（解析树），这个解析树主要用来SQL语句的语义与语法解析；

3.优化：优化SQL语句，例如重写查询，决定表的读取顺序，以及选择需要的索引等。这一阶段用户是可以查询的，查询服务器优化器是如何进行优化的，便于用户重构查询和修改相关配置，达到最优化。这一阶段还涉及到存储引擎，优化器会询问存储引擎，比如某个操作的开销信息、是否对特定索引有查询优化等。

四、存储引擎层

从体系结构图中可以发现，MySQL数据库区别于其他数据库的最重要的一个特点就是其插件式的表存储引擎。MySQL插件式的存储引擎架构提供了一系列标准的管理和服务支持，这些标准与存储引擎本身无关，可能是每个数据库系统本身都必需的，如SQL分析器和优化器等，而存储引擎是底层物理结构和实际文件读写的实现，每个存储引擎开发者可以按照自己的意愿来进行开发。需要特别注意的是，存储引擎是基于表的，而不是数据库。

插件式存储引擎的好处是，每个存储引擎都有各自的特点，能够根据具体的应用建立不同存储引擎表。由于MySQL数据库的开源特性，用户可以根据MySQL预定义的存储引擎接口编写自己的存储引擎。若用户对某一种存储引擎的性能或功能不满意，可以通过修改源码来得到想要的特性，这就是开源带给我们的方便与力量。

由于MySQL数据库开源特性，存储引擎可以分为MySQL官方存储引擎和第三方存储引擎。有些第三方存储引擎很强大，如大名鼎鼎的InnoDB存储引擎（最早是第三方存储引擎，后被Oracle收购)，其应用就极其广泛，甚至是MySQL数据库OLTP(Online Transaction Processing在线事务处理）应用中使用最广泛的存储引擎。

MyISAM和InnoDB比较

五、日志文件

在服务器运行过程中，会产生各种各样的日志，比如常规的查询日志、错误日志、二进制日志、redo日志、Undo日志等等，日志文件记录了影响MySQL数据库的各种类型活动。

常见的日志文件有：错误日志（error log）、慢查询日志（slow query log）、查询日志（query log）、二进制文件（bin log）。

（一）错误日志

错误日志文件对MySQL的启动、运行、关闭过程进行了记录。遇到问题时应该首先查看该文件以便定位问题。该文件不仅记录了所有的错误信息，也记录一些警告信息或正确的信息

用户可以通过下面命令来查看错误日志文件的位置：

show variables like 'log_error'\G;

 当MySQL不能正常启动时，第一个必须查找的文件应该就是错误日志文件，该文件记录了错误信息。

（二）慢查询日志

慢查询日志可以帮助定位可能存在问题的SQL语句，从而进行SQL语句层面的优化。

我们已经知道慢查询日志可以帮助定位可能存在问题的SQL语句，从而进行SQL语句层面的优化。但是默认值为关闭的，需要我们手动开启。

show VARIABLES like 'slow_query_log';

set GLOBAL slow_query_log=1;

开启1，关闭0

但是多慢算慢？MySQL中可以设定一个阈值，将运行时间超过该值的所有SQL语句都记录到慢查询日志中。long_query_time参数就是这个阈值。默认值为10，代表10秒。

show VARIABLES like '%long_query_time%';

当然也可以设置

set global long_query_time=0;

默认10秒，这里为了演示方便设置为0

同时对于运行的SQL语句没有使用索引，则MySQL数据库也可以将这条SQL语句记录到慢查询日志文件，控制参数是：

show VARIABLES like '%log_queries_not_using_indexes%';

开启1，关闭0（默认）

show VARIABLES like '%slow_query_log_file%';

 （三）查询日志

查看当前的通用日志文件是否开启

show variables like '%general%'

开启通⽤⽇志查询： set global general_log = on;
关闭通⽤⽇志查询：set global general_log = off;

 查询日志记录了所有对MySQL数据库请求的信息，无论这些请求是否得到了正确的执行。

默认文件名：主机名.log

（四）二进制日志（binlog）

二进制日志记录了所有的DDL和DML语句（除了数据查询语句select）,以事件形式记录，还包含语句所执⾏的消耗的时间，MySQL的⼆进制⽇志是事务安全型的

二进制日志的几种作用：

恢复（recovery）：某些数据的恢复需要二进制日志，例如，在一个数据库全备文件恢复后，用户可以通过二进制文件进行point-in-time的恢复

复制（replication）：其原理与恢复类似，通过复制和执行二进制日志使一台远程的MySQL数据库（一般称为slave或standby）与一台MySQL数据库（一般称为master或primary）进行实时同步

审计（audit）：用户可以通过二进制日志中的信息来进行审计，判断是否有对数据库进行注入的攻击

log-bin参数该参数用来控制是否开启二进制日志，默认为关闭

如果想要开启二进制日志的功能，可以在MySQL的配置文件中指定如下的格式：

“name”为二进制日志文件的名称

如果不提供name，那么数据库会使用默认的日志文件名（文件名为主机名，后缀名为二进制日志的序列号），且文件保存在数据库所在的目录（datadir下）

--启用/设置二进制日志文件(name可省略)

log-bin=name;

配置以后，就会在数据目录下产生类似于：

 bin_log.00001即为二进制日志文件；bin_log.index为二进制的索引文件，用来存储过往产生的二进制日志序号，通常情况下，不建议手动修改这个文件。

二进制日志文件在默认情况下并没有启动，需要手动指定参数来启动。开启这个选项会对MySQL的性能造成影响，但是性能损失十分有限。根据MySQL官方手册中的测试指明，开启二进制日志会使性能下降1%。

查看binlog是否开启

show variables like 'log_bin';

mysql安装目录下修改my.cnf

log_bin=mysql-bin
binlog-format=ROW
server-id=1
expire_logs_days =30