MySQL的存储引擎与架构主要介绍了MySQL架构，存储引擎，SQL语句执行顺序，执行流程，底层数据存储结构，行格式详解

MySQL采用客户端/服务器架构，客户端与MySQL服务器建立TCP连接并通过SQL语句与MySQL服务器交互。MySQL服务器可分为三层架构：

连接层：负责建立TCP连接，验证用户名、密码、权限，从线程池分配线程给客户端
服务层：对SQL语句做预处理
- 缓存：对SQL语句的结果进行缓存，当SQL语句相同时直接返回结果，但是命中率较低，且数据更新后相关缓存都会失效，故在8.0后已废弃
- 解析器：对SQL语句进行语法语义分析，确保SQL语法正确
- 优化器：确定SQL语句的执行计划，包括选择索引、表连接顺序、子查询优化、加锁策略等，这些也是SQL语句优化的主要方向
引擎层：负责MySQL中数据的存储和读取，主要存储引擎包括InnoDB，MyISAM，Memory等

InnoDB：MySQL默认存储引擎。支持事务、外键、表级锁和行级锁、主键索引使用的是聚簇索引。InnoDB提供高并发并保证数据完整性，适合高并发场景或复杂事务场景。
MyISAM：非事务处理存储引擎。不支持事务，行级锁，外键，索引使用的是非聚簇索引，保存表的具体行数。MyISAM是早期使用的存储引擎，适合只读或低并发写入的应用场景。
Memory：将所有数据存储在内存中，访问速度快，但重启会丢失数据，适合做缓存。

执行顺序决定了where无法使用聚合函数，无法使用select定义的别名。

如果是更新语句的话，还要检查是否有排他锁，写undolog，redolog，binlog，刷盘，commit事务

MySQL的底层数据结构为B+树（后续文章中介绍），而B+树存储的数据是整个表，表空间由段、区、页、行组成，如下图所示

段：表空间由多个段组成，数据段用来存储B+树叶节点的区，索引段用来存储B+树非叶节点的区，回滚段存储回滚数据的区
区：区处于段和页中间，段由多个区组成，区是一组连续的页（64页，1M数据）。B+树中的相邻节点都位于一个区，在磁盘中连续，可以使用顺序IO而不是随机IO，加快了范围查询的速度
页：页是InnoDB读写数据的基本单位（16KB），页的空间是连续的，B+树的一个节点就是一页，数据库每次读写最少16KB数据（提高读写效率）
行：页中即为一行一行的数据，默认行格式为Dynamic。行格式具体分为：额外信息，隐藏字段，真实数据，如下图所示。

记录的额外信息
- 变长字段长度列表：存储如varchar类型的数据长度。（非必须）
- NULL值列表：真实数据中不会存NULL值，NULL值统一存在NULL值列表中，每个列对应一个二进制位，对应位为1时表示对应列的值为NULL。（非必须）
- 记录头信息：包括删除字段（标记该条数据是否被删除），下一条记录的位置等
隐藏字段
- row_id：若建表时指定了主键或唯一约束，则没有该隐藏字段，否则添加row_id，因为当没有指定主键和唯一约束时InnoDB会使用row_id作为聚簇索引
- trx_id：表示该数据是由哪个事务生成的，用于实现MVCC
- roll_pointer：记录该数据上一个版本（undolog中）的指针，用于实现MVCC

其他问题：

varchar(n)中的n最大取值为多少
- 首先一行占用的字节数不能超过65535，存储实际的字符数要看使用的字符集，还要受行格式中的额外信息的影响
行溢出后MySQL怎么处理
- MySQL中磁盘与内存交互的单位是页，当一条记录大到一页存不下时就会发生行溢出，多出的数据会存到溢出页中（当前页保存溢出页地址）
IP地址如何存储
- 可以使用varchar(15)存储，因为IP地址最少7个字符（0.0.0.1），最多15个字符（225.225.225.225），但是更高效的方式是使用无符号整数存储，因为IP地址是32位无符号整数，直接使用unsigned int存储只需要4字节，并且MySQL提供了转义函数INET_ATON，这样可以节省存储空间，便于使用范围查询。
图片如何存储
- 一般不直接存储图片文件，而是使用varchar存储图片文件的路径
emoji表情如何存储
- 每个表情对应一个unicode编码，存储编码即可，但是要使用uft8-mb4编码
长文章如何存储
- 使用LongTEXT类型存储，最多可以存储4GB数据，文章太大时也可以将其存储到外部文件系统中，MySQL保存文件路径
金额如何存储
- 使用decimal类型，避免浮点数的精度损失问题（float底层使用二进制表示）