MySQL數據庫體系架構詳情
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很多小伙伴工作很長時間了,對于MySQL的掌握程度卻僅僅停留在表面的CRUD,對于MySQL深層次的原理和技術知識了解的少之又少,隨著工作年限的不斷增長,職場競爭力卻是不斷降低的。很多時候,出去面試時,被面試官吊打的現(xiàn)象成了家常便飯。比如,對于MySQL的高頻面試題有:
- 說說MySQL中MVCC機制的原理?
- MySQL的事務原理和實現(xiàn)?
- MySQL數據主從復制的原理?
- MySQL底層數據的存儲結構?
- 如何使MySQL支持海量數據存儲?
- MySQL中的鎖機制原理和實現(xiàn)?
- MySQL索引機制?索引中涉及的數據結構和算法?
- MySQL為何使用B+樹作為索引結構?
- B+樹可以存放多少數據?
- 說說MySQL中間隙鎖的實現(xiàn)原理?
- InnoDB引擎為何會崩潰?說說其實現(xiàn)原理?
- 等等其他一系列高頻面試
如果一一列舉的話,大概能夠列舉上百個關于MySQL的高頻面試題,這些你都會嗎?
不僅僅是面試,如果你想從一名底層程序員上升為高級工程師,架構師等,MySQL的底層原理和技術是你必須要掌握的。
注:冰河后續(xù)會不定時連載MySQL底層原理和技術的文章,與小伙伴們一起死磕MySQL,將冰河掌握的MySQL底層技術分享給大家,在面試時吊打面試官,在工作中吊打其他小伙伴。
一、MySQL體系架構
我們先來看看MySQL的體系架構圖,如下所示。
從MySQL的架構圖,我們可以看出MySQL的架構自頂向下大致可以分為網絡連接層、數據庫服務層、存儲引擎層和系統(tǒng)文件層四大部分。接下來,我們就來簡單說說每個部分的組成信息。
二、網絡連接層
網絡連接層位于整個MySQL體系架構的最上層,主要擔任客戶端連接器的角色。提供與MySQL服務器建立連接的能力,幾乎支持所有主流的服務端語言,例如:Java
、C
、C++、Python
等,各語言都是通過各自的API接口與MySQL建立連接。
三、數據庫服務層
數據庫服務層是整個數據庫服務器的核心,主要包括了系統(tǒng)管理和控制工具、連接池、SQL接口、解析器、查詢優(yōu)化器和緩存等部分。
四、連接池
主要負責存儲和管理客戶端與數據庫的連接信息,連接池里的一個線程負責管理一個客戶端到數據庫的連接信息。
五、系統(tǒng)管理和控制工具
提供數據庫系統(tǒng)的管理和控制功能,例如對數據庫中的數據進行備份和恢復,保證整個數據庫的安全性,提供安全管理,對整個數據庫的集群進行協(xié)調和管理等。
六、SQL接口
主要負責接收客戶端發(fā)送過來的各種SQL命令,并將SQL命令發(fā)送到其他部分,并接收其他部分返回的結果數據,將結果數據返回給客戶端。
七、解析樹
主要負責對請求的SQL解析成一棵“解析樹”,然后根據MySQL中的一些規(guī)則對“解析樹”做進一步的語法驗證,確認其是否合法。
八、查詢優(yōu)化器
在MySQL中,如果“解析樹”通過了解析器的語法檢查,此時就會由優(yōu)化器將其轉化為執(zhí)行計劃,然后與存儲引擎進行交互,通過存儲引擎與底層的數據文件進行交互。
九、緩存
MySQL的緩存是由一系列的小緩存組成的。例如:MySQL的表緩存,記錄緩存,MySQL中的權限緩存,引擎緩存等。MySQL中的緩存能夠提高數據的查詢性能,如果查詢的結果能夠命中緩存,則MySQL會直接返回緩存中的結果信息。
十、存儲引擎層
MySQL中的存儲引擎層主要負責數據的寫入和讀取,與底層的文件進行交互。值得一提的是,MySQL中的存儲引擎是插件式的,服務器中的查詢執(zhí)行引擎通過相關的接口與存儲引擎進行通信,同時,接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異。MySQL中,最常用的存儲引擎就是InnoDB和MyISAM。
InnoDB和MyISAM存儲引擎需要小伙伴們重點掌握,高頻面試考點,也是成為架構師必知必會的內容。
十一、系統(tǒng)文件層
系統(tǒng)文件層主要包括MySQL中存儲數據的底層文件,與上層的存儲引擎進行交互,是文件的物理存儲層。其存儲的文件主要有:日志文件、數據文件、配置文件、MySQL的進行pid文件和socket文件等。
十二、日志文件
MySQL中的日志主要包括:錯誤日志、通用查詢日志、二進制日志、慢查詢日志等。
1、錯誤日志
主要存儲的是MySQL運行過程中產生的錯誤信息??梢允褂孟旅娴腟QL語句來查看MySQL中的錯誤日志。
show variables like '%log_error%';
2、通用查詢日志
主要記錄MySQL運行過程中的一般查詢信息,可以使用下面的SQL語句來查看MySQL中的通用查詢日志文件。
show variables like '%general%';
3、二進制日志
主要記錄對MySQL數據庫執(zhí)行的插入、修改和刪除操作,并且也會記錄SQL語句執(zhí)行的時間、執(zhí)行的時長,但是二進制日志不記錄select、show等不修改數據庫的SQL。主要用于恢復數據庫的數據和實現(xiàn)MySQL主從復制。
查看二進制日志是否開啟。
show variables like '%log_bin%';
查看二進制日志的參數
show variables like '%binlog%'
查看日志文件
show binary logs;
4、慢查詢日志
慢查詢主要記錄的是執(zhí)行時間超過指定時間的SQL語句,這個時間默認是10秒。
查看是否開啟慢查詢日志
show variables like '%slow_query%';
查看慢查詢設置的時長
show variables like '%long_query_time%'
十三、數據文件
數據文件中主要包括了:db.opt文件、frm文件、MYD文件、MYI文件、ibd文件、ibdata文件、ibdata1文件、ib_logfile0和ib_logfile1文件等。
1、db.opt文件
主要記錄當前數據庫使用的字符集和檢驗規(guī)則等信息。
2、frm文件
存儲數據表的結構信息,主要是數據表相關的元數據信息,包括數據表的表結構定義信息,每張表都會有一個frm文件。
值得注意的是:MySQL8版本中的innodb存儲引擎的表沒有frm文件。(后面專門寫一些MySQL8新特性的文章,從使用到底層原理與MySQL5到底有何不同)。
3、MYD文件
MyISAM存儲引擎專用的文件格式,主要存放MyISAM存儲引擎數據表中的數據,每張MyISAM存儲引擎表對應一個.MYD文件。
4、MYI文件
MyISAM存儲引擎專用的文件格式,主要存放與MyISAM存儲引擎數據表相關的索引信息,每張MyISAM存儲引擎表對應一個.MYI文件。
5、ibd文件
存放Innodb存儲引擎的數據文件和索引文件,主要存放的是獨享表空間的數據和索引,每張表對應一個.ibd文件。
6、ibdata文件
存放Innodb存儲引擎的數據文件和索引文件,主要存放的是共享表空間的數據和索引,所有表共用一個(或者多個).ibdata文件,可以根據配置來指定共用的.ibdata文件個數。
7、ibdata1文件
MySQL的系統(tǒng)表空間數據文件,主要存儲MySQL的數據表元數據、Undo日志等信息。
8、ib_logfile0和ib_logfile1文件
MySQL數據庫中的Redo log文件,主要用于MySQL實現(xiàn)事務的持久性。如果在某個時間點MySQL發(fā)生了故障,此時如果有臟頁沒有寫入到數據庫的ibd文件中,在重啟MySQL的時候,MySQL會根據Redo Log信息進行重做,將寫入Redo Log并且尚未寫入數據表的數據進行持久化操作。
十四、配置文件
用于存在MySQL所有的配置信息,在Unix/Linux環(huán)境中是my,cnf文件,在Windows環(huán)境中是my.ini文件。
1、pid文件
pid文件是存放MySQL進程運行時的進程號的文件,主要存在于Unix/Linux環(huán)境中,具體的存儲目錄可以在my.cnf或者my.ini文件中進行配置。
2、socket文件
socket文件和pid文件一樣,都是MySQL在Unix/Linux環(huán)境中運行才會有的文件。在Unix/Linux環(huán)境中,客戶端可以直接通過socket來連接MySQL。
到此這篇關于MySQL體系架構詳情的文章就介紹到這了,更多相關MySQL體系架構內容請搜索本站以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持本站!
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