MySQL【架构篇】

MySQL【架构篇】

MySQL也采用经典的CS架构，其核心服务运行在一个主进程中，通过多线程模型处理并发请求。逻辑上，MySQL架构分为：连接层、服务层、存储引擎层和存储层，每层功能由若干线程完成。

• 连接层：连接管理、认证、权限控制。
• 服务层：缓存、解析器、优化器、执行器。
• 存储引擎层：底层存储引擎，负责数据的存储和检索等操作逻辑。
• 存储层：负责数据物理存储，与存储引擎无关。

为什么要选择MySQL？

我在一个聊天室项目中使用了MySQL，后来在一次京东面试中被问到这个问题？这问题可以拆解为：

• 怎么进行数据库选型的？(数据是否高度结构化？)
• 为什么选择关系型数据库？（数据结构化、事务支持）
• 为什么选择MySQL？而不是其他关系型数据库？（性能、社区支持、开源）
• MySQL适合什么存储场景，有什么优势？（中小型数据量（TB以下）、读多写少、数据结构化）
• MySQL的缺点是什么？什么场景下不适合使用MySQL？（大数据量（TB以上）、写多读少、数据非结构化、复杂查询）

在MySQL中，一条读/写请求是怎么执行的？

mysql> select * from user where id = 1;

实际是考察MySQL架构。

连接层

客户端需要先连接到MySQL服务器，才能执行读写请求。这部分工作由连接层完成：

• 连接管理：负责接收客户端的连接请求，分配连接线程，维护连接池。
• 认证：验证客户端的身份，确保只有合法用户才能访问数据库。
• 权限控制：根据用户角色和权限，控制对数据库的访问。
• 连接池：为了提高性能，复用连接，减少连接创建和销毁的开销。

服务层

服务层负责处理查询缓存，SQL语句的解析、预处理、优化和执行。

• 查询缓存：存储语句和结果集的映射关系，避免重复执行相同的查询，提高性能。
• 解析器：将SQL语句解析成语法树，检查语法和语义错误。
• 预处理器：将解析后的语法树转换为执行计划，检查表和字段的存在性。
• 优化器：根据查询的复杂度和数据量，选择最优的执行计划，决定如何访问数据。
• 执行器：根据优化器生成的执行计划，执行查询操作，返回结果集。

存储引擎层

存储引擎层负责数据的存储和检索逻辑。最常用的包括：

• InnoDB：支持事务、行级锁、外键约束，适合高并发和复杂查询场景。底层使用B+树索引。
• MyISAM：不支持事务、表级锁，适合读多写少的场景。底层使用B树索引。

存储层

存储层负责数据的物理存储，和存储引擎无关。

• 数据文件：存储数据的文件，通常是二进制格式。
• 日志文件：存储操作日志，用于数据恢复和事务管理。
• 索引文件：存储索引信息，加速数据检索。