福清市住房城乡建设局网站,然后建设一个论坛网站,网站建设活动广告,网页设计与制作(第3版)书籍总的来说#xff0c;MySQL可以看成是二层架构#xff0c;第一层我们通常叫做SQL Layer#xff0c;在MySQL数据库系统处理底层数据之前的所有工作都是在这一层完成的#xff0c;包括权限判断#xff0c;sql解析#xff0c;执行计划优化#xff0c;query cache的处理等等MySQL可以看成是二层架构第一层我们通常叫做SQL Layer在MySQL数据库系统处理底层数据之前的所有工作都是在这一层完成的包括权限判断sql解析执行计划优化query cache的处理等等第二层就是存储引擎层通常叫做Storage Engine Layer也就是底层数据存储操作实现部分由多种存储引擎共同组成。 从上图看起来MySQL逻辑架构非常的简单但实际上每一层中都含有各自的很多小模块。
一、SQL Layer
1、初始化模块
初始化模块就是在MySQL Server 启动的时候对整个系统做各种各样的初始化操作比如各种buffercache 结构的初始化和内存空间的申请各种系统变量的初始化设定各种存储引擎的初始化设置等等。
2、核心API
核心API 模块主要是为了提供一些需要高效的底层操作功能的优化实现包括各种底层数据结构的实现、特殊算法的实现、字符串处理、数字处理小文件I/O以及最重要的内存管理部分。
3、网络交互模块
底层网络交互模块抽象出底层网络交互所使用的接口api实现底层网络数据的接收与发送以方便其他各个模块调用以及对这一部分的维护。
4、Client Server 交互协议模块
任何C/S 结构的软件系统都肯定会有自己独有的信息交互协议MySQL 也不例外。MySQL的Client Server 交互协议模块部分实现了客户端与MySQL 交互过程中的所有协议。当然这些协议都是建立在现有的OS 和网络协议之上的如TCP/IP 以及Unix Socket。
5、用户模块
用户模块所实现的功能主要包括用户的登录连接权限控制和用户的授权管理。他就像MySQL 的大门守卫一样决定是否给来访者“开门”。
6、访问控制模块
访问控制模块实时监控客人的每一个动作给不同的客人以不同的权限。访问控制模块实现的功能就是根据用户模块中各用户的授权信息以及数据库自身特有的各种约束来控制用户对数据的访问。用户模块和访问控制模块两者结合起来组成了MySQL 整个数据库系统的权限安全管理的功能。
7、连接管理、连接线程和线程管理
连接管理模块负责监听对MySQL Server 的各种请求接收连接请求转发所有连接请求到线程管理模块。每一个连接上MySQL Server 的客户端请求都会被分配或创建一个连接线程为其单独服务。而连接线程的主要工作就是负责MySQL Server 与客户端的通信接受客户端的命令请求传递Server 端的结果信息等。线程管理模块则负责管理维护这些连接线程。包括线程的创建线程的cache 等。
8、Query 解析和转发模块
在MySQL 中我们习惯将所有Client 端发送给Server 端的命令都称为query在MySQLServer里面连接线程接收到客户端的一个Query 后会直接将该query 传递给专门负责将各种Query 进行分类然后转发给各个对应的处理模块这个模块就是query 解析和转发模块。其主要工作就是将query 语句进行语义和语法的分析然后按照不同的操作类型进行分类然后做出针对性的转发。
9、Query Cache 模块
Query Cache 模块在MySQL 中是一个非常重要的模块他的主要功能是将客户端提交给MySQL 的Select 类query 请求的返回结果集cache 到内存中与该query 的一个hash 值做一个对应。该Query 所取数据的基表发生任何数据的变化之后MySQL 会自动使该query 的Cache 失效。在读写比例非常高的应用系统中Query Cache 对性能的提高是非常显著的。当然它对内存的消耗也是非常大的。
10、Query 优化器模块
Query 优化器顾名思义就是优化客户端请求的query根据客户端请求的query 语句和数据库中的一些统计信息在一系列算法的基础上进行分析得出一个最优的策略告诉后面的程序如何取得这个query 语句的结果。
11、表变更管理模块
表变更管理模块主要是负责完成一些DML 和DDL 的query如updatedelteinsertcreate tablealter table 等语句的处理。
12、表维护模块
表的状态检查错误修复以及优化和分析等工作都是表维护模块需要做的事情。
13、系统状态管理模块
系统状态管理模块负责在客户端请求系统状态的时候将各种状态数据返回给用户像DBA 常用的各种show status 命令show variables 命令等所得到的结果都是由这个模块返回的。
14、表管理器
这个模块从名字上看来很容易和上面的表变更和表维护模块相混淆但是其功能与变更及维护模块却完全不同。每一个MySQL 的表都有一个表的定义文件也就是*.frm文件。表管理器的工作主要就是维护这些文件以及一个cache该cache 中的主要内容是各个表的结构信息。此外它还维护table 级别的锁管理。
15、日志记录模块
日志记录模块主要负责整个系统级别的逻辑层的日志的记录包括error logbinarylogslow query log 等。
16、复制模块
复制模块又可分为Master 模块和Slave 模块两部分 Master 模块主要负责在Replication 环境中读取Master 端的binary 日志以及与Slave 端的I/O 线程交互等工作。
Slave 模块比Master 模块所要做的事情稍多一些在系统中主要体现在两个线程上面。一个是负责从Master 请求和接受binary 日志并写入本地relay log 中的I/O 线程。另外一个是负责从relay log 中读取相关日志事件然后解析成可以在Slave 端正确执行并得到和Master 端完全相同的结果的命令并再交给Slave 执行的SQL 线程。
17、存储引擎接口模块
存储引擎接口模块可以说是MySQL 数据库中最有特色的一点了。目前各种数据库产品中基本上只有MySQL 可以实现其底层数据存储引擎的插件式管理。这个模块实际上只是一个抽象类但正是因为它成功地将各种数据处理高度抽象化才成就了今天MySQL 可插拔存储引擎的特色。
二、Storage Engine Layer
三、各模块工作配合 下面通过启动MySQL客户端连接请求query得到返回结果最后退出这样一整个过程来进行分析。
1、启动mysql
首先当我们执行启动MySQL 命令之后MySQL 的初始化模块就从系统配置文件中读取系统参数和命令行参数并按照参数来初始化整个系统如申请并分配buffer初始化全局变量以及各种结构等。同时各个存储引擎也被启动并进行各自的初始化工作。当整个系统初始化结束后由连接管理模块接手。连接管理模块会启动处理客户端连接请求的监听程序包括tcp/ip的网络监听还有unix的socket。这时候MySQL Server 就基本启动完成准备好接受客户端请求了。
2、客户端连接
2.1、过程
1当连接管理模块监听到客户端的连接请求连接管理模块就会将连接请求转发给线程管理模块去请求一个连接线程。
2线程管理模块马上又会将控制交给连接线程模块告诉连接线程模块现在我这边有连接请求过来了需要建立连接你赶快处理一下。连接线程模块在接到连接请求后首先会检查当前连接线程池中是否有空闲连接线程如果有就取出一个和客户端请求连接上如果没有空闲的连接线程则建立一个新的连接线程与客户端请求连接。
注意连接线程模块并不是在收到连接请求后马上就会取出一个连接线程连和客户端连接而是首先通过调用用户模块进行授权检查只有客户端请求通过了授权检查后他才会将客户端请求和负责请求的连接线程连上。
2.2、知识补充
在MySQL 中将客户端请求分为了两种类型一种是query需要调用Parser 也就是Query 解析和转发模块的解析才能够执行的请求一种是command不需要调用Parser 就可以直接执行的请求。
3、请求query
3.1、过程
1当客户端请求和连接线程“互换暗号互通协议”接上头之后连接线程就开始处理客户端发送过来的各种命令或者query并将收到的query 语句转给Query 解析和转发模块Query 解析器先对Query 进行基本的语义和语法解析然后根据命令类型的不同有些会直接处理有些会分发给其他模块来处理。
注实际上表变更管理模块根据所对应的处理请求的不同是分别由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 的。
2在各个模块收到Query 解析与分发模块分发过来的请求后首先会通过访问控制模块检查连接用户是否有访问目标表以及目标字段的权限如果有就会调用表管理模块请求相应的表并获取对应的锁。
3当表变更管理模块“获取”打开的表之后就会根据该表的相关meta 信息判断表的存储引擎类型和其他相关信息。根据表的存储引擎类型提交请求给存储引擎接口模块调用对应的存储引擎实现模块进行相应处理。
3.2、demo
例如对于SELECT语句在解析查询之前服务器会先检查缓存(Query cache)如果能够在其中找到对应的查询服务器就不必在执行查询解析、优化和执行的整个过程而是直接返回查询缓存中的结果集。如果不是一个可以被cache 的query类型或者cache 中没有该query 的数据那么query 将被继续传回query 解析器让query解析器进行相应处理再通过query 分发器分发给相关处理模块。例如如果解析器解析结果是一条未被cache 的select 语句则将控制权交给查询Optimizer也就是Query 优化器模块如果是DML 或者是DDL 语句则会交给表变更管理模块如果是一些更新统计信息、检测、修复和整理类的query 则会交给表维护模块去处理复制相关的query 则转交给复制模块去进行相应的处理请求状态的query 则转交给了状态收集报告模块。
4、得到返回结果
当一条query 或者一个command 处理完成成功或者失败之后控制权都会交还给连接线程模块。如果处理成功则将处理结果可能是一个Result set也可能是成功或者失败的标识通过连接线程反馈给客户端。如果处理过程中发生错误也会将相应的错误信息发送给客户端然后连接线程模块会进行相应的清理工作并继续等待后面的请求重复上面提到的过程或者完成客户端断开连接的请求。
如果在上面的过程中相关模块使数据库中的数据发生了变化而且MySQL 打开了binlog功能则对应的处理模块还会调用日志处理模块将相应的变更语句以更新事件的形式记录到相关参数指定的二进制日志文件中。
在上面各个模块的处理过程中各自的核心运算处理功能部分都会依赖整个MySQL的核心API 模块比如内存管理文件I/O数字和字符串处理等等。
