一、mysql架构
一、简介
mysql是一个开源的数据库管理系统,它相对于oracle更加地轻量、成本低,随着功能的日益完善,它变得备受企业喜爱,尤其是中小企业。
mysql的整体架构大体包括以下几个方面:
1)主体结构
2)物理文件组成
3)sql逻辑模块组成
4)sql逻辑模块协调工作
二、主体结构
mysql服务器主要有两个部分组成:
1)sql层
2)存储引擎层
如图:
从上图我们可以了解到:
1)mysql是一个C/S架构模型,客户端通过与服务端建立连接来操作服务端数据;
2)服务端的连接模块,将每一个客户端发送来的请求作为一个线程处理;
3)分析器分析请求,并转发给优化器;
4)通过缓存的方式提高查询性能;
5)优化器负责和底层的存储引擎进行交互,存储和查询mysql的数据;
三、物理文件组成
mysql的物理文件包括三块:
1)日志文件
1-1)Error log 错误日志:记录遇到的所有严重的错误信息、每次启动关闭的详细信息;
1-2)Binary log 二进制日志:也就是binlog,记录所有修改数据库的操作;
1-3)Query log 查询日志:记录所有查询操作,体积较大,开启后对性能有影响;
1-4)Slow Query log 慢查询日志:记录所有执行时间超过long_query_time的sql语句和达到min_examined_row_limit条距离的语句;
1-5)InnoDB redo log:记录InnoDB所做的物理变更和事务信息;
2)数据文件
2-1).frm文件:表结构定义信息
2-2).MYD文件:MyISAM引擎的数据文件;
2-3).MYI文件:MyISAM引擎的索引文件;
2-4).ibd文件和.ibdata文件:InnoDB的数据和索引;.ibdata配置为共享表空间时使用,.ibd配置为独享表空间时使用;
3)其它文件
3-1)系统配置文件:/etc/my.cnf
3-2) pid文件:存储自己的进程ID
3-3)socket文件:连接客户端使用
四、sql逻辑模块组成
mysql逻辑架构采用sql层和存储引擎分离的方式,实现了数据存储和逻辑业务的分离。宏观上可以分为三层:
1)连接处理层
2)分析、缓存处理层
3)优化器层
事实上sql层又可以细化为很多的子模块:
1)初始化模块:数据库启动时,对数据库的初始化操作;
2)核心API模块:底层操作的优化功能;
3)网络交互模块:对外提供可接收发送数据的API接口;
4)服务器客户端交互协议模块:实现客户端服务端的交互协议;
5)用户模块:控制用户连接登录和授权;
6)访问控制模块:监控用户的每一个操作,依赖于用户模块;
7)连接管理、连接线程和线程管理模块:监听和管理与客户端连接的线程;
8)转发模块:将请求转发到对应的处理模块;
9)缓存模块:将查询请求的结果缓存,提高性能;
10)优化器模块:根据查询请求计算提高查询访问速度的优化策略,根据最优策略返回查询语句;
11)表变更模块:DML和DDL的语句处理;
12)表维护模块:检测表状态、分析、优化表结构、修复表;
13)系统状态管理模块:将各种状态数据返回,如:show status;
14)表管理器:维护系统生成的表文件如:.frm文件.ibd文件...将表结构的信息缓存,另外该模块还管表级别的锁;
15)日志记录模块:负责整个数据库逻辑层的日志文件;
16)复制模块:分为Master模块和Slave模块;Master模块负责复制binary文件,并与Slave端I/O线程交互;Slave模块主要负责从Master端接收binary日志,并写入本地I/O线程,以及从relay log文件中读取日志,解析成Slave端执行的命令,交给Slave端的SQL线程处理;
17)存储引擎接口模块:实现了底层存储引擎插件式管理,将数据处理高度抽象化;
五、sql逻辑模块协调工作
如图:
1)mysql启动以后,初始化模块就从系统配置文件中读取系统参数和命令参数,初始化整个系统,同时存储引擎也会启动;
2)初始化结束后,连接管理模块会监听客户端的连接请求,并将连接请求转发给线程管理模块去请求一个连接线程;
3)线程模块接到请求后会调用用户模块进行授权检查,通过授权以后会检查是否又空闲线程,如果有取出并与客户端连接,如果没有则新建立建立一个线程与客户端连接;
4)mysql请求分为两种,一种是需要命令解析和分发才能执行,另一种可以直接执行;不管哪种,如果开启了日志,那么日志模块会记录日志;
5)如果是Query类型的请求,会将控制权交给Query解析器,Query解析器检查是否Select类型,如果是则启动查询缓存模块,如果缓存命中则将缓存数据返回给连接线程模块,连接线程将数据传递到客户端;如果没有缓存或者不是一个可以缓存的查询,此时解析器会进行相应的处理,通过查询分发器给相关的处理模块;
6)如果解析器结果是DML/DDL,则交给变更模块;如果是检查、修复的查询交给表维护模块,如果是一条没有被缓存的语句,则交给查询优化器模块。实际上表变更模块又分为若干小模块,例如:insert处理器、delete处理器、update处理器、create处理器,以及alter处理器这些小模块来负责不同的DML和DDL。总之,查询优化器、表变更模块、表维护模块、复制模块、状态模块都是根据命令解析器的结果不同而分发给不同的类型模块,最后和存储引擎进行交互。
7)当一条命令执行完毕后,控制权都会还给连接线程模块,在上面各个模块处理过程中都依赖于核心API模块,比如:内存管理、文件I/O,字符串处理等。
参考:《mysql技术内幕》
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