网站后台软件可以自己做吗,网络规划设计师如何聘副高职称,网店代运营有哪些,wordpress页眉描述MySQL最重要、最与众不同的特性是它的存储引擎架构#xff0c;这种架构将查询处理与数据的存储/提取相分离#xff0c;使得可以在使用时根据不同的需求来选择数据存储的方式。 一、Mysql逻辑架构 如果能在头脑中构建出一幅MySQL各组件之间如何协同工作的架构图#xff0c;就… MySQL最重要、最与众不同的特性是它的存储引擎架构这种架构将查询处理与数据的存储/提取相分离使得可以在使用时根据不同的需求来选择数据存储的方式。 一、Mysql逻辑架构 如果能在头脑中构建出一幅MySQL各组件之间如何协同工作的架构图就会有助于深入理解MySQL服务器。 mysql 数据库的逻辑架构如下图
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Jx9utej6-1603348859176)(/Users/marron27/Documents/lizhengi/MySQL/高性能MySQL/T.Mysql逻辑图.png)]
从上图可以看出My SQL逻辑结构大致可以分为三层
第一层结构主要处理客户端与mysql服务端的连接、授权认证、安全等
第二层是Mysql服务端的核心功能包括查询解析、分析、优化、缓存等所有跨存储引擎的功能都在这一层实现存储过程、触发器、视图等都在这一层实现
第三层的存储引擎主要负责数据存储和提取服务器通过API与存储引擎进行通信存储引擎API包含几十个底层函数用于执行诸如“开始一个事务”或者“根据 主键提取一行记录”等操作。但存储引擎不会去解析sql不同存储引擎之间不会通讯只会简单地响应上层服务器的请求
1.1、连接管理
每个客户端连接成功都会在服务器进程中拥有一个线程服务器会缓存线程该线程只能轮流在某个CPU中运行所以不需要创建和销毁线程。
1.2、安全性
当客户端应用连接到MySQL服务器时,服务器需要对其进行认证。认证基于用户名、原始主机信息和密码等信息。
一旦客户端连接成功服务器会继续验证该客户端是否具有执行某个特定查询的权限
1.3、解析优化查询
MySQL会解析査询并创建内部数据结构(解析树)然后对其进行各种优化包括重 写查询、决定表的读取顺序以及选择合适的索引等。
对于SELECT查询语句解析查询之前会先查询缓存如果缓存能找到是不会去解析的如果缓存查找不到就会重现解析查询创建解析树然后对其进行查询优化、决定表的读取顺序、选择合适的索引等
二、并发控制 无论何时只要有多个査询需要在同一时刻修改数据都会产生并发控制的问题。 并发即指在同一时刻多个操作并行执行。MySQL对并发的处理主要应用了两种机制——是锁和多版本控制。
2.1、锁机制
在处理并发读或者写时可以 通过实现一个由两种类型的锁组成的锁系统来解决问题
共享锁也称为读锁读锁允许多个连接可以同一时刻并发的读取同一资源,互不干扰排他锁也称为写锁一个写锁会阻塞其他的写锁或读锁保证同一时刻只有一个连接可以写入数据同时防止其他用户对这个数据的读写。
2.2、锁粒度 所谓的锁策略就是在锁的开销和数据的安全性之间寻求平衡这种平衡当然也会影响到性能。 MySQL提供两个级别的并发控制服务器级(the server level)和存储引擎级(the storage engine level)。加锁是实现并发控制的基本方法MySQL中锁的粒度
表级锁服务器层MySQL独立于存储引擎提供表锁例如对于ALTER TABLE语句服务器提供表锁(table-level lock)。表锁是最基本也是开销最小的策略行级锁引擎层InnoDB和Falcon存储引擎提供行级锁此外BDB支持页级锁。行级锁可以最大程度地支持并发处理同时也带来了最大的锁开销。
另外值得一提的是MySQL的一些存储引擎如InnoDB、BDB除了使用封锁机制外还同时结合MVCC机制即多版本并发控制(Multi-Version Concurrent Control)来实现事务的并发控制从而使得只读事务不用等待锁提高了事务的并发性。
2.3、多版本并发控制
MVCC的实现通过保存数据资源在不同时间点的快照实现的。根据事务开始的时间不同每个事务看到的数据快照版本是不一样的。
InnoDB中的MVCC实现通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现一个保存了行的创建时间一个保存了行的过期时间。 SELECT 当读取记录时存储引擎会选取满足下面两个条件的行作为读取结果。 读取记录行的开始版本号必须早于当前事务的版本号。也就是说在当前事务开始之前这条记录已经存在。在事务开始之后才插入的行事务不会看到。 读取记录行的过期版本号必须晚于当前事务的版本号。也就是说当前事务开始的时候这条记录还没有过期。在事务开始之前就已经过期的数据行该事务也不会看到。 INSERT 存储引擎为新插入的每一行保存当前的系统版本号作为这一行的开始版本号。 UPDATE 存储引擎会新插入一行记录当前的系统版本号就是新记录行的开始版本号。同时会将原来行的过期版本号设为当前的系统版本号。 DELETE 存储引擎将删除的记录行的过期版本号设置为当前的系统版本号。
MVCC只在 REPEATABLE READ 和 READ COMMITTED 两个隔离级别下工作。
三、事务
3.1、事务的ACID特性
数据库的事务处理的原则是保证ACID的正确性。
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元事务具有以下4个属性
原子性Atomicity事务是一个原子操作单元其对数据的修改要么全都执行要么全都不执行不可能只执行其中的一部分。不可分割一致性Consistent在事务开始和完成时数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改以保持数据的完整性事务结束时所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的。状态更改一致性隔离性Isolation数据库系统提供一定的隔离机制保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的。执行过程隔离不可见持久性Durable事务完成之后它对于数据的修改是永久性的即使出现系统故障也能够保持。持久生效
3.2、事务处理带来的问题
由于事务的并发执行带来以下一些著名的问题
更新丢失Lost Update当两个或多个事务选择同一行然后基于最初选定的值更新该行时由于每个事务都不知道其他事务的存在就会发生丢失更新问题最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。脏读Dirty Reads一个事务正在对一条记录做修改在这个事务完成并提交前这条记录的数据就处于不一致状态这时另一个事务也来读取同一条记录如果不加控制第二个事务读取了这些脏数据并据此做进一步的处理就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做脏读。不可重复读Non-Repeatable Reads一个事务在读取某些数据后的某个时间再次读取以前读过的数据却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了这种现象就叫做不可重复读。幻读Phantom Reads一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据这种现象就称为幻读。
3.3、Mysql隔离级别
READ UNCOMMITTED 事务可以看到其他事务没有被提交的数据脏数据。 READ COMMITTED 事务可以看到其他事务已经提交的数据。 REPEATABLE READ 保证事务中多次查询的结果相同Innodb默认级别会出现幻读。 SERIALIZABLE 所有事务顺序执行对所有read操作加锁。保证一致性。 四、总结
MySQL拥有分层的架构。上层是服务器层的服务和査询执行引擎下层则是存储引擎。 虽然有很多不同作用的插件API,但存储引擎API还是最重要的。如果能理解MySQL 在存储引擎和服务层之间处理查询时如何通过API来回交互就能抓住MySQL的核心 基础架构的精髓。
参考
《高性能 MySQL 第三版》
MySQL逻辑架构简介
mysql的并发控制
