寫在前面

很多小伙伴工作很長時間了键俱，對于MySQL的掌握程度卻僅僅停留在表面的CRUD佣谐，對于MySQL深層次的原理和技術知識了解的少之又少，隨著工作年限的不斷增長方妖，職場競爭力卻是不斷降低的。很多時候罚攀，出去面試時党觅，被面試官吊打的現(xiàn)象成了家常便飯。比如斋泄，對于MySQL的高頻面試題有：

• 說說MySQL中MVCC機制的原理杯瞻？
• MySQL的事務原理和實現(xiàn)？
• MySQL數(shù)據(jù)主從復制的原理炫掐？
• MySQL底層數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)魁莉？
• 如何使MySQL支持海量數(shù)據(jù)存儲？
• MySQL中的鎖機制原理和實現(xiàn)募胃？
• MySQL索引機制旗唁？索引中涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法？
• MySQL為何使用B+樹作為索引結(jié)構(gòu)痹束？
• B+樹可以存放多少數(shù)據(jù)检疫？
• 說說MySQL中間隙鎖的實現(xiàn)原理？
• InnoDB引擎為何會崩潰祷嘶？說說其實現(xiàn)原理屎媳？
• 等等其他一系列高頻面試

如果一一列舉的話，大概能夠列舉上百個關于MySQL的高頻面試題论巍，這些你都會嗎烛谊？

不僅僅是面試，如果你想從一名底層程序員上升為高級工程師嘉汰，架構(gòu)師等丹禀，MySQL的底層原理和技術是你必須要掌握的。

注：冰河后續(xù)會不定時連載MySQL底層原理和技術的文章，與小伙伴們一起死磕MySQL湃崩，將冰河掌握的MySQL底層技術分享給大家荧降，在面試時吊打面試官，在工作中吊打其他小伙伴攒读。

MySQL體系架構(gòu)

我們先來看看MySQL的體系架構(gòu)圖朵诫，如下所示。

image

從MySQL的架構(gòu)圖薄扁，我們可以看出MySQL的架構(gòu)自頂向下大致可以分為網(wǎng)絡連接層剪返、數(shù)據(jù)庫服務層、存儲引擎層和系統(tǒng)文件層四大部分邓梅。接下來脱盲，我們就來簡單說說每個部分的組成信息。

網(wǎng)絡連接層

網(wǎng)絡連接層位于整個MySQL體系架構(gòu)的最上層日缨，主要擔任客戶端連接器的角色钱反。提供與MySQL服務器建立連接的能力，幾乎支持所有主流的服務端語言匣距，例如：Java面哥、C、C++毅待、Python等尚卫，各語言都是通過各自的API接口與MySQL建立連接。

數(shù)據(jù)庫服務層

數(shù)據(jù)庫服務層是整個數(shù)據(jù)庫服務器的核心尸红，主要包括了系統(tǒng)管理和控制工具吱涉、連接池、SQL接口外里、解析器怎爵、查詢優(yōu)化器和緩存等部分。

連接池

主要負責存儲和管理客戶端與數(shù)據(jù)庫的連接信息盅蝗，連接池里的一個線程負責管理一個客戶端到數(shù)據(jù)庫的連接信息疙咸。

系統(tǒng)管理和控制工具

提供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理和控制功能，例如對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行備份和恢復风科，保證整個數(shù)據(jù)庫的安全性撒轮，提供安全管理，對整個數(shù)據(jù)庫的集群進行協(xié)調(diào)和管理等贼穆。

SQL接口

主要負責接收客戶端發(fā)送過來的各種SQL命令题山，并將SQL命令發(fā)送到其他部分，并接收其他部分返回的結(jié)果數(shù)據(jù)故痊，將結(jié)果數(shù)據(jù)返回給客戶端顶瞳。

解析樹

主要負責對請求的SQL解析成一棵“解析樹”，然后根據(jù)MySQL中的一些規(guī)則對“解析樹”做進一步的語法驗證，確認其是否合法慨菱。

查詢優(yōu)化器

在MySQL中焰络，如果“解析樹”通過了解析器的語法檢查，此時就會由優(yōu)化器將其轉(zhuǎn)化為執(zhí)行計劃符喝，然后與存儲引擎進行交互闪彼，通過存儲引擎與底層的數(shù)據(jù)文件進行交互。

緩存

MySQL的緩存是由一系列的小緩存組成的协饲。例如：MySQL的表緩存畏腕，記錄緩存，MySQL中的權(quán)限緩存茉稠，引擎緩存等描馅。MySQL中的緩存能夠提高數(shù)據(jù)的查詢性能，如果查詢的結(jié)果能夠命中緩存而线，則MySQL會直接返回緩存中的結(jié)果信息铭污。

存儲引擎層

MySQL中的存儲引擎層主要負責數(shù)據(jù)的寫入和讀取，與底層的文件進行交互膀篮。值得一提的是嘹狞，MySQL中的存儲引擎是插件式的，服務器中的查詢執(zhí)行引擎通過相關的接口與存儲引擎進行通信各拷，同時，接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異闷营。MySQL中烤黍，最常用的存儲引擎就是InnoDB和MyISAM。

InnoDB和MyISAM存儲引擎需要小伙伴們重點掌握傻盟，高頻面試考點速蕊，也是成為架構(gòu)師必知必會的內(nèi)容。

系統(tǒng)文件層

系統(tǒng)文件層主要包括MySQL中存儲數(shù)據(jù)的底層文件娘赴，與上層的存儲引擎進行交互规哲，是文件的物理存儲層。其存儲的文件主要有：日志文件诽表、數(shù)據(jù)文件唉锌、配置文件、MySQL的進行pid文件和socket文件等竿奏。

日志文件

MySQL中的日志主要包括：錯誤日志袄简、通用查詢?nèi)罩尽⒍M制日志泛啸、慢查詢?nèi)罩镜取?/p>

• 錯誤日志

主要存儲的是MySQL運行過程中產(chǎn)生的錯誤信息绿语。可以使用下面的SQL語句來查看MySQL中的錯誤日志。

show variables like '%log_error%';

• 通用查詢?nèi)罩?/li>

主要記錄MySQL運行過程中的一般查詢信息吕粹，可以使用下面的SQL語句來查看MySQL中的通用查詢?nèi)罩疚募?/p>

show variables like '%general%';

• 二進制日志

主要記錄對MySQL數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的插入种柑、修改和刪除操作，并且也會記錄SQL語句執(zhí)行的時間匹耕、執(zhí)行的時長聚请，但是二進制日志不記錄select、show等不修改數(shù)據(jù)庫的SQL泌神。主要用于恢復數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和實現(xiàn)MySQL主從復制良漱。

查看二進制日志是否開啟。

show variables like '%log_bin%';

查看二進制日志的參數(shù)

show variables like '%binlog%'

查看日志文件

show binary logs;

• 慢查詢?nèi)罩?/li>

慢查詢主要記錄的是執(zhí)行時間超過指定時間的SQL語句欢际，這個時間默認是10秒母市。

查看是否開啟慢查詢?nèi)罩?/p>

show variables like '%slow_query%';

查看慢查詢設置的時長

show variables like '%long_query_time%'

數(shù)據(jù)文件

數(shù)據(jù)文件中主要包括了：db.opt文件、frm文件损趋、MYD文件患久、MYI文件、ibd文件浑槽、ibdata文件蒋失、ibdata1文件、ib_logfile0和ib_logfile1文件等桐玻。

• db.opt文件

主要記錄當前數(shù)據(jù)庫使用的字符集和檢驗規(guī)則等信息篙挽。

• frm文件

存儲數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)信息，主要是數(shù)據(jù)表相關的元數(shù)據(jù)信息镊靴，包括數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)定義信息铣卡，每張表都會有一個frm文件。

值得注意的是：MySQL8版本中的innodb存儲引擎的表沒有frm文件偏竟。（后面專門寫一些MySQL8新特性的文章煮落，從使用到底層原理與MySQL5到底有何不同）。

• MYD文件

MyISAM存儲引擎專用的文件格式踊谋，主要存放MyISAM存儲引擎數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)蝉仇，每張MyISAM存儲引擎表對應一個.MYD文件。

• MYI文件

MyISAM存儲引擎專用的文件格式殖蚕，主要存放與MyISAM存儲引擎數(shù)據(jù)表相關的索引信息轿衔，每張MyISAM存儲引擎表對應一個.MYI文件。

• ibd文件

存放Innodb存儲引擎的數(shù)據(jù)文件和索引文件睦疫，主要存放的是獨享表空間的數(shù)據(jù)和索引呀枢，每張表對應一個.ibd文件。

• ibdata文件

存放Innodb存儲引擎的數(shù)據(jù)文件和索引文件笼痛，主要存放的是共享表空間的數(shù)據(jù)和索引裙秋，所有表共用一個（或者多個）.ibdata文件琅拌，可以根據(jù)配置來指定共用的.ibdata文件個數(shù)。

• ibdata1文件

MySQL的系統(tǒng)表空間數(shù)據(jù)文件摘刑，主要存儲MySQL的數(shù)據(jù)表元數(shù)據(jù)进宝、Undo日志等信息。

• ib_logfile0和ib_logfile1文件

MySQL數(shù)據(jù)庫中的Redo log文件枷恕，主要用于MySQL實現(xiàn)事務的持久性党晋。如果在某個時間點MySQL發(fā)生了故障，此時如果有臟頁沒有寫入到數(shù)據(jù)庫的ibd文件中徐块，在重啟MySQL的時候未玻，MySQL會根據(jù)Redo Log信息進行重做，將寫入Redo Log并且尚未寫入數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進行持久化操作胡控。

配置文件

用于存在MySQL所有的配置信息扳剿，在Unix/Linux環(huán)境中是my,cnf文件，在Windows環(huán)境中是my.ini文件昼激。

pid文件

pid文件是存放MySQL進程運行時的進程號的文件庇绽，主要存在于Unix/Linux環(huán)境中，具體的存儲目錄可以在my.cnf或者my.ini文件中進行配置橙困。

socket文件

socket文件和pid文件一樣瞧掺，都是MySQL在Unix/Linux環(huán)境中運行才會有的文件。在Unix/Linux環(huán)境中凡傅，客戶端可以直接通過socket來連接MySQL辟狈。

肝不動了，原創(chuàng)不易夏跷，小伙伴們點個贊哼转，給個在看和轉(zhuǎn)發(fā)吧