mysql进阶系列：基础架构

如果能够清楚知道的架构图以及各个组件之间的关联，会有助于深入理解mysql，如下是其的架构图

图中可以看出mysql分为service层和存储引擎层：

service层包含了mysql大多数核心功能，除了图中标注的连接器，查询缓存，分析器，优化器，执行器，还有所有的内置函数(日期，时间，数学和加密函数)，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。

存储引擎层负责mysql中数据的存储和提取。和Linux下的各种文件系统一样，每个存储引擎都有自己的优势和劣势，各种存储引擎通过提供API和service层对接，通过API屏蔽各种存储引擎之间的差异。常见的存储引擎有InnoDB、MyISAM、Memory，现在最常用的是InnoDB，也是从mysql5.5版本开始成为默认的存储引擎，在5.5之前默认的是MyISAM

1. 连接器

连接器是mysql service层的第一个模块，也是处理客户端请求的模块。

客户端和服务端的连接是使用经典的tcp协议，经过tcp握手之后，连接器开始进行身份验证

登录命令

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

如果账号或者密码错误，会提示Access denied for user

如果正确则认证通过，之后会查询当前用户的权限，之后用户的操作都是在这个权限范围中，如果在连接期间修改权限也是无效的，需要重新连接才会生效。

如下命令也是可以的，但是这种命令会把密码暴漏出来，建议还是使用如上图方式，采用交互交互输入密码更安全
```
mysql -h$ip -P$port -u$user -p$password
```
2. 查询缓存

了解即可，mysql8.0版本就去除缓存模块了

客户端发送一个sql查询请求后，会先去缓存中查看是否存在。如果之前这条sql已经执行过，而且结果缓存起来，那么这次查询就会直接从缓存中获取结果返回，不会在走分析器，优化器，执行器。如果缓存中没有命中，才会继续走后面的模块。

缓存以key-value的形式存储，存放在一个引用表中，key是通过一个哈希值的引用，这个哈希值包括查询本身(sql),当前要查询的数据库，客户端协议的版本等一些其他会影响返回结果的的信息；查询结果作为value(任何字符上的变化，例如空格，注释都会导致缓存不命中)。

如果表被更改，所有的缓存都将失效，表的更改是指数据的改变和表结构的改变，包括INSERT、UPDATE、 DELETE、TRUNCATE、ALTER TABLE、DROP TABLE或DROP DATABASE等。

对于经常变更的数据库来说缓存命中率就很低了，查询缓存往往弊大于利，所以不建议使用mysql的缓存，而对于长时间不变化的表可以使用redis缓存。mysql在8.0就完全去掉查询缓存模块了。

3. 分析器

我们根据mysql语法写出来一个sql之后交给服务层，分析器对sql语句进行词法分析和语法分析。

Mysql通过识别字符串中列名、表名、where、select/update/insert 等mysql关键字，在根据语法规则判断sql是否满足语法，最终会生成一个抽象语法树(AST)。

mysql分析器使用mysql语法规则验证和解析查询，例如验证是否使用错误的关键字或者使用关键字的顺序是否正确，再或者会验证引号是否能前后正确匹配。

如果关键字有误会提示You have an error in your SQL syntax的信息，具体错误需要关注use near后的内容
```
mysql> elect * from iam_user where id = 0;
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'elect * from iam_user where id = 0' at line 1
```
4. 优化器

经过分析器生成的语法树被认为是合法的，并由优化器转化成执行计划

mysql判断出了这条sql需要做什么之后，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。

mysql使用基于成本的优化的优化器，尝试预测一个查询使用某种执行计划时的成本，选择最小的那一个。

例如表中有多个索引的时候决定使用哪一个；使用联合索引的时候,会根据所以调整where条件的顺序；

如果想知道优化器是怎么进行优化决策的，可以通过explain获取优化的信息，explain具体的使用和解释后面章节会说明的。

5. 执行器

调用存储引擎的API操作数据

优化器完成sql的优化后，提供一个执行计划给执行器，执行器开始执行这个执行计划来操作数据。

执行查询阶段：mysql只是简单的根据执行计划给出的指令逐步执行，通过调用存储引擎实现的接口来完成的。

总结：用一个sql的执行过程来总结下

客户端发送一条查询给服务器。
服务器先检查查询缓存，如果命中缓存则直接返回缓存中的结果。否则进入下一阶段。
服务器进行sql解析，预处理，再由优化器生成执行计划。
mysql根据执行计划，调用存储引擎的API来执行查询。
将结果返回给客户端。

公众号：纪先生笔记

mysql进阶系列：基础架构

1. 连接器

2. 查询缓存

3. 分析器

4. 优化器

5. 执行器