MySQL 基本架构

大体来说,MySQL可以分为Server层和存储引擎层两部分,如下图
MySQL 基本架构
Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等,涵盖MySQL的大多数核心服务功能,以及所有的内置函数(如日期、时间、数学和加密函数等),所有跨存储引擎的功能都在这一层实现,比如存储过程、触发器、视图等。
而存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的,支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB,它从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认存储引擎。
存储引擎也可以在创建表的时候手动指定,比如下面
CREATE TABLE t (i INT) ENGINE = ;

连接器

连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。我们一般是使用
mysql -u 用户名 -p 密码

来进行 MySQL 登陆,和服务端建立连接。在完成 TCP 握手 后,连接器会根据你输入的用户名和密码验证你的登录身份。
如果用户名或密码不对,你就会收到一个"Access denied for user"的错误,然后客户端程序结束执行。
如果用户名密码认证通过,连接器会到权限表里面查出你拥有的权限。之后,这个连接里面的权限判断逻辑,都将依赖于此时读到的权限。
连接完成后,如果你没有后续的动作,这个连接就处于空闲状态,你可以在show processlist命令中看到它。下个图是show processlist的结果:
MySQL 基本架构
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。

Mysql连接的过程通常比较复杂,建议在使用中要尽量减少连接,也就是尽量使用长连接。
但是有些情况在使用长连接后,MySQL内存上浮特别快,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。

如果你用的是MySQL 5.7或更新版本,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

MySQL 在得到一个执行请求后,会首先去 查询缓存 中查找,是否执行过这条 SQL 语句,之前执行过的语句以及结果会以 key-value 对的形式,被直接放在内存中。key 是查询语句,value 是查询的结果。如果通过 key 能够查找到这条 SQL 语句,就直接返回 SQL 的执行结果。
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,执行结果就会被放入查询缓存中。可以看到,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,效率会很高。
但是大多数情况下我会建议你不要使用查询缓存,为什么呢?
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,对于更新频繁的数据库来说,查询缓存的命中率很低。
注意:MySQL 8.0版本直接将查询缓存的整块功能删掉了,也就是说8.0开始彻底没有这个功能了。

分析器

如果没有命中查询,就开始执行真正的 SQL 语句。
1、首先MySQL 会根据你写的 SQL 语句进行解析。分析器先会做“词法分析”。你输入的是由多个字符串和空格组成的一条SQL语句,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,这是一个查询语句。它也要把字符串“T”识别成“表名T”,把字符串“ID”识别成“列ID”。

2、然后进行“语法分析”。语法分析器会根据语法规则,判断你输入的这个SQL语句是否满足MySQL语法。如果不满足,就会收到“You have an error in your SQL syntax”的错误提示,比如下面这个语句
mysql>SELECT 2* from zt_bug;

1064 - 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 ‘from zt_bug’ at line 1

优化器

经过分析器的词法分析和语法分析后,你这条 SQL 就合法了,MySQL 就知道你要做什么了。但是在执行前,还需要进行优化器的处理,优化器会判断你使用了哪种索引,使用了何种连接,优化器的作用就是确定效率最高的执行方案。

执行器

MySQL 通过分析器知道了你的 SQL 语句是否合法,你想要做什么操作,通过优化器知道了该怎么做效率最高,然后就进入了执行阶段,开始执行这条 SQL 语句
开始执行的时候,要先判断一下你对这个表T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ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user ‘b’@‘localhost’ for table ‘T’
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。执行器将所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。
至此,这个语句就执行完成了。