网站域名可以更改吗,网站建设的项目说明书,苏州新区做网站,石家庄网站快速优化排名mysql是我们开发过程中使用的最多的数据库#xff0c;大多数程序员平时都是做CRUD#xff0c;如果CRUD慢了#xff0c;那就再加一个索引#xff0c;如果加上索引还不行#xff0c;那基本上开发就没辙了#xff0c;因为对mysql内部理解不深入、不清晰#xff0c;所以问题…mysql是我们开发过程中使用的最多的数据库大多数程序员平时都是做CRUD如果CRUD慢了那就再加一个索引如果加上索引还不行那基本上开发就没辙了因为对mysql内部理解不深入、不清晰所以问题无从下手比如涉及存储引擎、执行计划、缓存之类的优化和调试这类内容最后还是得专业的DBA来做。
但是如果我们开发自己也能来做一来可以提升自己的技术能力和技术深度二来可以获得更好的职场上升机会从而获得更多的加薪所以我们开发不仅要会使用mysql还要深入了解mysql至少也得知道mysql由哪几块组成每一个块的职责是什么遇到问题时也有排查方向。
本文的核心内容就是梳理mysql的逻辑架构图分别说明mysql逻辑架构中每一块的工作内容和职责。见下图mysql逻辑架构图 MySQL Server
Servicesutilities 这是一个包含了各种管理和监控工具的组件它主要用于提供对MySQL数据库的管理、监控和维护功能。
首先是ServicesServices主要负责处理来自客户端的连接请求包含了MySQL的大多数核心服务包括验证用户的身份、连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等以及负责SQL语句的解析、优化、缓存查询以及所有内置函数如日期、时间、加密函数等的实现同时Service层也负责实现所有跨存储引擎的功能如存储过程、触发器和视图等。
其次是Utilities这里包含一些用于数据库备份和恢复、数据导入导出、性能监控和分析、安全管理等方面的工具这些工具可以通过命令行或图形用户界面访问并提供了一系列功能和选项以满足不同用户的需求常见的Utilities包括
mysqldump用于备份数据库或单个表的内容并将其导出为SQL脚本文件。mysqlimport用于从文本文件或其他格式的文件导入数据到MySQL表中。mysqlshow显示数据库、表或列的信息帮助用户了解数据库结构。mysqladmin执行管理操作如关闭数据库、刷新表、检查表等。
Connection Pool 连接池的首要作用是复用已经创建的数据库连接这样当一个新的请求来临时它不需要重新走完整的TCP三次握手流程直接从连接池里取出一个空闲连接来使用大大提升了处理速度。可以设定连接的最大数量防止因为过多的数据库连接导致服务器资源耗尽。当数据库服务器负载过高时通过连接池的限制可以避免过多的连接请求对数据库造成影响保证了数据库的稳定运行。它具有以下核心参数
max_connections: 这是一个非常重要的参数它定义了MySQL服务器同时允许的最大连接数。当连接数达到此值时新的连接请求可能会被拒绝。这个参数直接影响到连接池的大小。connection_timeout: 这个参数定义了一个连接在连接池中的最大存活时间。如果一个连接在这个时间内没有被使用它将被关闭并从连接池中移除。wait_timeout: 这个参数定义了连接空闲多久后会被断开。它可以影响连接池中连接的可用性。max_used_connections: 这个参数记录了服务器启动后同时使用的连接的最大数量。它可以帮助你评估是否需要增加或减少连接池的大小。threads_cached: 该参数表示缓存的线程的数量。当一个客户端断开之后如果线程数量小于threads_cached该线程不会被立即销毁而是放入线程缓存中等待被别的客户端使用。thread_cache_size: 这个参数用来设置线程缓存的大小。一般来说如果应用有大量的新建连接应该调大这个参数。线程缓存命中率Threads_created/Connections命中率越低越好。
除了上述参数外还有其他与连接池相关的参数如innodb_thread_concurrency等它用于控制InnoDB存储引擎内部的并发线程数量。
SQL Interface 它是整个数据系统与用户进行交互的关键部分负责接收并处理用户的SQL命令。
具体来说当用户提交一个SQL命令时如select*from tb_user这个命令首先会被送到SQL Interface模块。然后SQL Interface会根据这个命令的内容对其进行分类和解释。如果这个命令是一个SELECT语句那么SQL Interface就会将其转发到查询缓存或解析器模块如果这是一个INSERT、UPDATE或DELETE等数据修改语句那么SQL Interface则会将其发送到事务管理模块。 此外SQL Interface还负责向用户提供查询结果。当解析器或存储引擎处理完一条SQL命令后它们会把结果发送回给SQL Interface。然后SQL Interface再把这些结果组织起来并最终返回给用户。
Parser SQL Parser负责将用户输入的SQL命令转换成MySQL内部可以理解的指令。同时将其转换成内部的数据结构并为后续的查询优化和执行提供必要的信息。它主要做以下几件事情
SQL语句解析: 解析器的首要任务是接收输入的SQL语句并将其拆解成多个组成部分如SELECT、FROM、WHERE等关键字、表名、列名、运算符等。这个过程称为词法分析。语法验证: 在拆解SQL语句后解析器会根据MySQL的语法规则验证这些组成部分是否合法。如果输入的SQL语句不符合MySQL的语法规则解析器会报错并拒绝执行该语句。生成数据结构: 如果SQL语句在语法上是合法的解析器会将这些组成部分转化为MySQL服务器内部使用的数据结构。这些数据结构为后续的操作如查询优化和执行提供了基础。语义分析: 除了语法分析外解析器还可能进行语义分析例如检查引用的表和列是否存在、检查权限等。
Optimizer 它的作用至关重要负责优化SQL查询的执行计划以提高性能和效率直接影响数据库查询的执行方式和速度。
查询优化SQL Optimizer通过分析查询语句、数据库结构和索引等信息生成最优的执行计划。它选择不同的查询执行策略如选择最合适的索引、确定连接顺序等以便高效地检索数据并返回查询结果。执行计划生成SQL Optimizer根据查询语句中的表、索引、连接条件等生成执行计划。执行计划描述了查询执行的详细步骤和访问方法包括数据的访问顺序、连接方式、索引选择等。一个优秀的执行计划可以显著减少查询执行的时间和资源消耗。索引选择SQL Optimizer根据查询条件和表结构选择合适的索引来加速查询。它评估不同索引的成本和效益并选择最优的索引来检索数据。通过合理选择索引可以提高查询性能减少磁盘I/O操作和数据扫描的数量。查询重写在某些情况下SQL Optimizer可能会对查询语句进行重写以改进执行计划。例如它可以将复杂的子查询转换为连接操作或者将多个连接操作重写为单个连接操作。这些重写操作可以简化查询执行的逻辑提高效率。
此外MySQL也提供了一些工具供我们查看和分析优化器的工作过程例如Optimizer Trace特性。通过开启Optimizer Trace可以将优化器的决策和执行过程输出为文本形式帮助我们更好地理解和控制优化器的行为。
虽然MySQL的优化器非常强大但也有其局限性。比如对于包含count()group by之类的sqlMySQL的优化效果可能不尽如人意。
Caches 它主要用于缓存查询结果以提高查询性能。
当SQL Optimizer生成了一个优化后的查询计划后它就会将这个查询计划传递给存储引擎执行。存储引擎会根据这个查询计划来检索出所需的数据并将结果返回给SQL Optimizer。此时SQL Optimizer会选择是否将这个查询结果缓存在Cache中。如果选择了缓存则下次遇到相同的查询时就可以直接从缓存中获取结果而无需再次访问磁盘上的数据文件。
Caches的使用对于提升MySQL性能非常重要但也有一些需要注意的地方
缓存失效如果数据库中的数据发生变化那么相应的查询缓存就会失效。因此对于经常更新数据的应用程序查询缓存可能不太有效。缓存占用资源缓存会占用一定的内存资源因此需要根据实际情况合理配置缓存大小避免过度消耗服务器资源。
为了合理利用查询缓存我们需要理解并掌握一些相关的参数和设置。例如可以通过设置query_cache_limit参数来限制可缓存具体查询结果的最大值通过设置query_cache_size参数来调整查询缓存的大小通过设置query_cache_type参数来决定是否启用查询缓存等。
Storege Engines MySQL最显著的特点是采用了插件式的存储引擎体系结构。
Pluggable Storage Engines是一个用于管理不同类型的数据库存储引擎的关键组件。它使得MySQL能够支持多种不同的数据存储方式以满足不同场景下的需求。这意味着服务器中的查询执行引擎通过API接口与存储引擎进行通信而这个接口则屏蔽了不同存储引擎之间的差异。因此无论使用哪种存储引擎对于上层的应用来说都可以保持相对的一致性和简单性。 具体来说MySQL中的存储引擎是指负责处理数据存储和检索操作的底层程序。每个存储引擎都有其特定的优点和缺点适用于不同的应用场景。例如MyISAM存储引擎适合于读取密集型的应用场景而InnoDB存储引擎则适合于写入密集型的应用场景。 为了方便用户选择和使用合适的存储引擎MySQL引入了Pluggable Storage Engines的概念。通过这个组件用户可以在运行时动态地加载和卸载不同的存储引擎以满足不同的应用需求。
Logs and Files 这块区域包含两部分内容
1、日志Logs日志是MySQL数据库中用于记录数据库操作和事务的重要工具。它们帮助数据库管理员跟踪数据库活动进行故障恢复以及优化数据库性能。在MySQL中主要有以下几种类型的日志
通用日志General Logs 通用日志记录了MySQL服务器的所有操作包括SQL语句的执行、复制、备份等。这些日志可以帮助管理员监控和管理数据库服务器。慢查询日志Slow Query Logs 慢查询日志记录了执行时间超过特定阈值的SQL语句。这些日志帮助管理员识别性能问题如数据库查询的瓶颈和不必要的复杂查询等。错误日志Error Logs 错误日志记录了MySQL服务器的错误信息包括启动、运行和停止过程中出现的错误。这些日志帮助管理员诊断和解决数据库服务器的问题。二进制日志Binary Logs二进制日志记录了数据库的所有更新操作包括插入、更新和删除操作。这些日志用于数据备份、主从复制以及恢复数据到特定时间点。事务日志Transaction Logs事务日志记录了事务的提交和回滚信息用于保证事务的一致性和ACID属性。它们在InnoDB存储引擎中发挥作用。
2、文件Files
在MySQL数据库中文件是用来存储数据和元数据的。主要有以下几种类型的文件
数据文件Data Files 数据文件存储了数据库中的实际数据包括表中的行、列和索引等。每个数据库在MySQL中都有对应的数据文件。配置文件Configuration Files 配置文件包含了MySQL服务器的配置信息如端口号、用户名、密码等。这些文件帮助管理员配置和管理MySQL服务器。日志文件Log Files 日志文件包括前面提到的各种日志文件如通用日志、慢查询日志等。它们帮助管理员监控和管理数据库服务器。临时文件Temporary Files 临时文件用于存储临时数据和中间结果如排序操作产生的临时表等。它们帮助优化数据库查询的性能。备份文件Backup Files 备份文件是数据库数据的副本用于数据恢复和备份策略的实施。
logs和files在MySQL数据库架构中扮演着重要的角色。它们帮助维护数据库的稳定性和可靠性并提供诊断、监控和管理数据库的工具和方法。在使用和管理MySQL数据库时理解这些日志和文件的用途和特点是非常重要的。
Files System 这块内容比较简单指用来支撑MySQL运行的文件系统比如运行在linux需要ext4文件系统支持运行在window上需要NFTS文件系统支持
总结
MySQL的逻辑架构可以分为几个层次每个层次都有特定的功能和组件
连接层Connection Layer这一层负责处理客户端的连接请求管理连接和会话。它支持多种连接协议如TCP/IP、Unix套接字等。同时还支持身份验证和安全性相关的操作如用户身份验证、访问控制列表ACL管理等。服务层Services Layer这一次负责在处理底层数据之前执行所有的操作包括解析SQL查询、权限检查、查询优化、缓存管理等。同时这一层还负责执行内置函数和操作符并提供各种SQL扩展和功能。引擎层Storage Engine Layer引擎层通过API与服务层进行通信提供数据的底层操作如数据的存储、检索、索引和事务管理。MySQL支持多种存储引擎每种引擎具有不同的特性和优势。存储层Storage Layer存储层负责实际的数据存储和管理。它通常建立在文件系统之上使用文件来存储数据库的数据和索引。存储层还与存储引擎进行交互提供数据的持久化存储和访问。
完
