这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第2篇笔记

数据库管理系统(DBMS)

DBMS：按照某种数据模型来组织、存储和管理数据的仓库， 通常按照数据模型的特点将传统数据库系统分成网状数据库、层次数据库和关系数据库三类

	网状模型	层次模型	关系模型
优势	能直接描述现实世界 存取效率高	结构简单 查询效率高 可以提供较好的完整性支持	实体及实体间的联系都通过二维结构表示 可以方便的表示M:N关系 数据访问路径对用户透明
劣势	结构复杂 用户不易使用 访问程序设计复杂	无法表示M:N的关系 插入、删除限制多 遍历子节点必须经过父节点 访问程序设计复杂	关联查询效率不够高 关系必须规范化

RDBMS事务ACID

事务是由一组SQL语句组成的一个程序执行单元（Unit），它需要满足ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）

• 原子性(Atomicity):事务是一个不可再分割的工作单元，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。
• 一致性(Consistency):数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。
• 隔离性(solation):多个事务并发访问时，事务之间是隔离的，一个事务不应该影响其它事务运行效果。
• 持久性(urability):在事务完成以后，该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。

关键技术

一条SQL语句的一生

UPDATE account_table SET balance = balance - '小目标' WHERE name = '抖音'；

上面这条语句传到后台，首先由parser解析SQL语句，生成语法树AST；语法树传递到optimizer，由optimizer生成plan tree，决定SQL语句到底怎么执行；plan tree传到executor，操作数据文件，写入日志，将结果返回RDBMS。

SQL引擎

Parser

主要分为词法分析、语法分析、语义分析三个步骤

词法分析将sql语句拆分为关键字、表列名、常量、运算符、结束符

语法分析把关键词生成语法树，转化成机器能看懂的语言

语义分析是合法性校验，例如检查常量类型是否合法

Optimizer

基于规则的优化（RBO，rule base optimizer）

• 条件化简
• 表连接优化 总是小表先进行连接
• scan优化 唯一索引、普通索引、全表扫描 基于代价的优化（CBO，cost base optimizer）
• 代价：时间 io cpu net mem
• 一个查询有多种执行方案 cbo会选择其中代价最低的方案去执行

Excecutor

火山模型

• 优点：每个算子独立抽象实现，相互之间没有耦合，逻辑结构简单
• 缺点：每计算一条数据有多次函数调用开销，函数调用涉及到栈的切换，导致cpu效率不高