Mysql架构(语句执行过程)

大体上,MySQL 分为 Server 层和存储引擎层两部分。

Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、执行器等,以及所有的内置函数(如日期、时间、数学和加密函数等)和跨存储引擎的功能(如存储过程、触发器、视图)

存储引擎层负责数据的存储和提取,支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。MySQL 5.5.5 版本后默认存储存储引擎是 InnoDB。

连接器(Connector)

在查询 SQL 语句前,肯定要先建立与 MySQL 的连接,这就是由连接器来完成的。连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接

客户端如果太长时间没动静,连接器就会自动将它断开;这个时间是由参数 wait_timeout 控制的,默认值是8小时。如果在连接被断开之后,客户端再次发送请求的话,就会收到一个错误提醒:Lost connection to MySQL server during query。

长连接和短连接

数据库里面,长连接是指连接成功后,如果客户端持续有请求,则一直使用同一个连接。

短连接则是指每次执行完很少的几次查询就断开连接,下次查询再重新建立一个。

建立连接的过程通常是比较复杂的,建议在使用中要尽量减少建立连接的动作,尽量使用长连接。但是全部使用长连接后,有时候 MySQL 占用内存涨得特别快,这是因为 MySQL 在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开的时候才释放。所以如果长连接累积下来,可能导致内存占用太大,被系统强行杀掉(OOM),从现象看就是 MySQL 异常重启了。

怎么解决这个问题呢?可以考虑以下两种方案:

1:定期断开长连接。使用一段时间,或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后,断开连接,之后要查询再重连。

2:MySQL 5.7 以上版本,可以在每次执行一个比较大的操作后,通过执行 mysql_reset_connection 来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证,但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。

查询缓存(Query Cache)

在建立连接后,就开始执行 select 语句了,执行前首先会查询缓存。

MySQL 拿到查询请求后,会先查询缓存,看是不是执行过这条语句。执行过的语句及其结果会以 key-value 对的形式保存在一定的内存区域中。key 是查询的语句,value 是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到 key,那么这个value 就会被直接返回给客户端。

缓存未命中原因:

查询语句无法被缓存,可能是因为查询中包含一个不确定的函数,或查询即过太大无法缓存

Mysql 从未处理过这个查询

之前缓存了,但由于查询缓存的内存用完了,被逐出了

查询缓存还没有完成预热,也就是说Mysql还没来得及将查询结果都缓存起来

缓存失效操作太多,比如 缓存碎片,内存不足,数据修改都会造成缓存失效

优化:

减少碎片,选择合适的 query_cache_min_res_unit 可以减少碎片导致的内存空间浪费

提高查询缓存的使用率

在合适的粒度上,用多个小表代替一个大表

批量写入时只需做一次缓存失效,相比单条写入效率要好

控制缓存空间的大小,避免因为缓存空间太大,在过期操作的时候可能会导致服务器僵死

如果语句不在查询缓存中,就会继续后面的执行阶段。执行完成后,执行结果会被存入查询缓存中。如果查询命中缓存,MySQL 不需要执行后面的复杂操作,就可以直接返回结果,会提升效率。

但是查询缓存的失效非常频繁,只要有对一个表的更新,这个表上所有的查询缓存都会被清空。对于更新压力大的数据库来说,查询缓存的命中率会非常低。如果业务中需要有一张静态表,很长时间才会更新一次。比如,一个系统配置表,那这张表上的查询才适合使用查询缓存。MySQL 提供了这种按需使用的方式。可以将参数 query_cache_type 设置成 DEMAND,对于默认的 SQL 语句都将不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句,可以用 SQL_CACHE 显式指定,如下:

Mysql> select SQL_CACHE * from user_info where id = 1;

分析器(Analyzer)

如果查询缓存未命中,就要开始执行语句了。首先,MySQL 需要对 SQL 语句进行解析。

分析器先会做词法分析。SQL 语句是由多个字符串和空格组成的,MySQL 需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么。MySQL 从你输入的 select 这个关键字识别出来,这是查询语句。它也要把字符串 user_info 识别成表名,把字符串 id 识别成列名。之后就要做语法分析。根据词法分析的结果,语法分析器会根据语法规则,判断输入的 SQL 语句是否满足 MySQL 语法。

如果你 SQL 语句不对,就会收到 You have an error in your SQL syntax 的错误提醒

优化器(Optimizer)

经过分析器的词法分析和语法分析后,还要经过优化器的处理。

优化器是在表里面有多个索引的时候,决定使用哪个索引;或者在一个语句有多表关联(join)的时候,决定各个表的连接顺序

执行器(Actuator)

开始执行的时候,要先判断一下你对这个表 user_info 有没有执行查询的权限,如果没有,就会返回没有权限的错误

如果有权限,就打开表继续执行。打开表的时候,执行器就会根据表的引擎定义,去使用这个引擎提供的接口

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