一剖效、開篇
本系列文章主要目的是為了個(gè)人學(xué)習(xí)總結(jié)嫉入。如果你正在學(xué)習(xí)，也歡迎閱讀交流璧尸，指正不足咒林。
本系列文章將介紹 MySQL 相關(guān)原理，將從 MySQL 的架構(gòu)爷光、日志垫竞、索引、鎖蛀序、事務(wù)欢瞪、高可用，以及客戶端技術(shù)徐裸，如 JDBC 等方面進(jìn)行介紹遣鼓。本文是系列文章第一篇，將介紹 MySQL 的架構(gòu)重贺。
二骑祟、MySQL 整體架構(gòu)
MySQL 的架構(gòu)大致分為 Server 層和存儲(chǔ)引擎層。Server 層包含了連接器气笙、分析器次企、優(yōu)化器、執(zhí)行器等幾部分潜圃，提供了所有跨存儲(chǔ)引擎的功能缸棵。而存儲(chǔ)引擎則負(fù)責(zé)實(shí)際的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢功能。MySQL 存儲(chǔ)引擎層是插件化設(shè)計(jì)谭期，早期版本 MySQL 使用 MyISAM 作為默認(rèn)存儲(chǔ)引擎堵第，從 5.5.5 版本開始，使用支持事務(wù)的 InnoDB 作為存儲(chǔ)引擎崇堵。另外比較常用的存儲(chǔ)引擎還有 Toku型诚，用于提供高數(shù)據(jù)壓縮比的場(chǎng)景，如數(shù)據(jù)歸檔鸳劳。
圖片來(lái)源：MySQL 實(shí)戰(zhàn)45講
三狰贯、MySQL 各組件功能
3.1 連接器
連接器負(fù)責(zé)跟客戶端建立連接、獲取權(quán)限、維持和管理連接涵紊。連接命令一般是這么寫的：
mysql -h$ip -P$port -u$user -p
輸完命令之后傍妒，你就需要在交互對(duì)話里面輸入密碼。
除了直接使用 mysql 客戶端工具以外摸柄，應(yīng)用服務(wù)嘗試用相應(yīng)語(yǔ)言的客戶端工具颤练，如 Java 的 JDBC。當(dāng)使用 JDBC 時(shí)驱负，連接 URL 示例如下：
jdbc:mysql://[host:port]/[database][?參數(shù)名1][=參數(shù)值1][&參數(shù)名2][=參數(shù)值2]...
這里列出一些重要的 JDBC 連接 MySQL 時(shí)的參數(shù)嗦玖，以及建議的設(shè)置：
- useUnicode 建議設(shè)置為 true。
- characterEncoding 建議設(shè)置為 utf8（另外數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)字符最好配置為 utf8mb4）跃脊。
- autoReconnect 是否自動(dòng)連接宇挫。建議設(shè)置為 true，避免因緩存等原因?qū)е麻L(zhǎng)時(shí)間未使用連接而導(dǎo)致需要重連酪术。
- failOverReadOnly 重連后連接是否設(shè)置為只讀器瘪。建議設(shè)置為 false。
在完成經(jīng)典的 TCP 握手后绘雁，連接器就要開始認(rèn)證你的身份橡疼，這個(gè)時(shí)候用的就是你輸入的用戶名和密碼。
- 如果用戶名或密碼不對(duì)庐舟，你就會(huì)收到一個(gè) "Access denied for user" 的錯(cuò)誤欣除，然后客戶端程序結(jié)束執(zhí)行。
- 如果用戶名密碼認(rèn)證通過(guò)继阻，連接器會(huì)到權(quán)限表里面查出你擁有的權(quán)限耻涛。之后，這個(gè)連接里面的權(quán)限判斷邏輯瘟檩，都將依賴于此時(shí)讀到的權(quán)限抹缕。
這就意味著，一個(gè)用戶成功建立連接后墨辛，即使你用管理員賬號(hào)對(duì)這個(gè)用戶的權(quán)限做了修改卓研，也不會(huì)影響已經(jīng)存在連接的權(quán)限。修改完成后睹簇，只有再新建的連接才會(huì)使用新的權(quán)限設(shè)置奏赘。
客戶端如果太長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)動(dòng)靜，連接器就會(huì)自動(dòng)將它斷開太惠。這個(gè)時(shí)間是由 MySQL 的 wait_timeout 參數(shù)控制的磨淌，默認(rèn)值是8小時(shí)。因此凿渊，對(duì)于一些批處理的應(yīng)用梁只，需要注意避免應(yīng)用長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有動(dòng)作導(dǎo)致連接斷開缚柳。當(dāng)使用 Java 開發(fā)應(yīng)用時(shí)，一些數(shù)據(jù)庫(kù)連接池框架也有超時(shí)配置搪锣，如 HikariCP 的 idleTimeout 參數(shù)秋忙，此參數(shù)需要配置的小于 MySQL 的 wait_timeout 參數(shù)。
如果在連接被斷開之后构舟，客戶端再次發(fā)送請(qǐng)求的話灰追，就會(huì)收到一個(gè)錯(cuò)誤提醒：Lost connection to MySQL server during query。這時(shí)候如果你要繼續(xù)狗超，就需要重連弹澎，然后再執(zhí)行請(qǐng)求了。
數(shù)據(jù)庫(kù)里面抡谐，長(zhǎng)連接是指連接成功后裁奇，如果客戶端持續(xù)有請(qǐng)求桐猬，則一直使用同一個(gè)連接麦撵。短連接則是指每次執(zhí)行完很少的幾次查詢就斷開連接，下次查詢?cè)僦匦陆⒁粋€(gè)溃肪。
建立連接的過(guò)程通常是比較復(fù)雜的免胃，所以建議在使用中要盡量減少建立連接的動(dòng)作，也就是盡量使用長(zhǎng)連接惫撰。Java 有很多連接池可以使用羔沙，如 HikariCP、阿里的 Druid厨钻。
3.2 分析器
分析器的作用是解析 SQL 語(yǔ)句扼雏、驗(yàn)證語(yǔ)法、找出語(yǔ)句中各元素含義夯膀，最終生成 SQL 語(yǔ)法樹诗充。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，分析器的作用就是讓 MySQL 知道做什么诱建？
3.3 優(yōu)化器
優(yōu)化器的作用是制定最高效的 SQL 執(zhí)行方案蝴蜓，比如當(dāng)涉及多個(gè)索引時(shí)，要使用哪些索引俺猿、join 查詢時(shí)各表關(guān)聯(lián)順序茎匠。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，優(yōu)化器的作用就是讓 MySQL 知道如何做押袍？
3.4 執(zhí)行器
MySQL 在知道做什么以及如何做之后诵冒，就需要正式執(zhí)行 SQL 語(yǔ)句了，這就是執(zhí)行器的功能谊惭。
執(zhí)行器首先會(huì)檢查權(quán)限汽馋。在權(quán)限檢查通過(guò)后否过，執(zhí)行器就會(huì)根據(jù)表定義的存儲(chǔ)引擎，調(diào)用相應(yīng)接口惭蟋，進(jìn)行 SQL 語(yǔ)句實(shí)際執(zhí)行苗桂。對(duì)于查詢操作 select * from T where ID=10，如果 ID 不是索引列告组，流程大致如下：
- 調(diào)用 InnoDB 引擎接口取這個(gè)表的第一行煤伟，判斷 ID 值是不是10，如果不是則跳過(guò)木缝，如果是則將這行存在結(jié)果集中便锨；
- 調(diào)用引擎接口取“下一行”，重復(fù)相同的判斷邏輯我碟，直到取到這個(gè)表的最后一行放案。
- 執(zhí)行器將上述遍歷過(guò)程中所有滿足條件的行組成的記錄集作為結(jié)果集返回給客戶端。
對(duì)于 ID 是索引時(shí)的查詢流程矫俺，將在后續(xù)介紹索引的文章中介紹吱殉。
對(duì)于更新操作，查找數(shù)據(jù)過(guò)程與 select 語(yǔ)句一樣厘托，但更新操作涉及到 MySQL 的多種日志結(jié)構(gòu)友雳，將在后續(xù)介紹日志的文章中詳細(xì)介紹。
3.5 存儲(chǔ)引擎
存儲(chǔ)引擎的作用是向 Server 的執(zhí)行器提供接口铅匹，滿足相應(yīng)查詢押赊、存儲(chǔ)功能。本系列主要介紹 InnoDB 引擎包斑，具體原理將分散在日志流礁、索引、鎖罗丰、事務(wù)等篇章內(nèi)神帅。
