mysql 理论和基础知识

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mysql架构
一、网络连接层
客户端连接器(Client Connectors):提供与MySQL服务器建立的支持。目前几乎支持所有主流 的服务端编程技术，例如常见的 Java、C、Python、.NET等，它们通过各自API技术与MySQL建立连接

二、服务层(MySQL Server)
服务层是MySQL Server的核心，主要包含系统管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优
化器和缓存六个部分。
连接池(Connection Pool):负责存储和管理客户端与数据库的连接，一个线程负责管理一个 连接。
系统管理和控制工具(Management Services & Utilities):例如备份恢复、安全管理、集群 管理等
SQL接口(SQL Interface):用于接受客户端发送的各种SQL命令，并且返回用户需要查询的结 果。比如DML、DDL、存储过程、视图、触发器等。
解析器(Parser):负责将请求的SQL解析生成一个"解析树"。然后根据一些MySQL规则进一步 检查解析树是否合法。
查询优化器(Optimizer):当“解析树”通过解析器语法检查后，将交由优化器将其转化成执行计 划，然后与存储引擎交互。
select uid,name from user where gender=1;
选取–》投影–》联接 策略
1)select先根据where语句进行选取，并不是查询出全部数据再过滤
2)select查询根据uid和name进行属性投影，并不是取出所有字段
3)将前面选取和投影联接起来最终生成查询结果
缓存(Cache&Buffer): 缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，权限缓 存，引擎缓存等。如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。

三、存储引擎层(Pluggable Storage Engines)
存储引擎负责MySQL中数据的存储与提取，与底层系统文件进行交互。MySQL存储引擎是插件式的， 服务器中的查询执行引擎通过接口与存储引擎进行通信，接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异 。现在有 很多种存储引擎，各有各的特点，最常见的是MyISAM和InnoDB。

四、系统文件层(File System) 该层负责将数据库的数据和日志存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互，是文件的物理存储层。主要包含日志文件，数据文件，配置文件，pid 文件，socket 文件等。
日志文件
错误日志(Error log)
默认开启，show variables like ‘%log_error%’
通用查询日志(General query log)
记录一般查询语句，show variables like ‘%general%’;
二进制日志(binary log)
记录了对MySQL数据库执行的更改操作，并且记录了语句的发生时间、执行时长;但是它不 记录select、show等不修改数据库的SQL。主要用于数据库恢复和主从复制。
show variables like ‘%log_bin%’; //是否开启
show variables like ‘%binlog%’; //参数查看
show binary logs;//查看日志文件 慢
查询日志(Slow query log)
记录所有执行时间超时的查询SQL，默认是10秒。
show variables like ‘%slow_query%’; //是否开启
show variables like ‘%long_query_time%’; //时长
配置文件
用于存放MySQL所有的配置信息文件，比如my.cnf、my.ini等。
数据文件
db.opt 文件:记录这个库的默认使用的字符集和校验规则。
frm 文件:存储与表相关的元数据(meta)信息，包括表结构的定义信息等，每一张表都会 有一个frm 文件。
MYD 文件:MyISAM 存储引擎专用，存放 MyISAM 表的数据(data)，每一张表都会有一个 .MYD 文件。
MYI 文件:MyISAM 存储引擎专用，存放 MyISAM 表的索引相关信息，每一张 MyISAM 表对 应一个 .MYI 文件。
ibd文件和 IBDATA 文件:存放 InnoDB 的数据文件(包括索引)。InnoDB 存储引擎有两种 表空间方式:独享表空间和共享表空间。独享表空间使用 .ibd 文件来存放数据，且每一张 InnoDB 表对应一个 .ibd 文件。共享表空间使用 .ibdata 文件，所有表共同使用一个(或多 个，自行配置).ibdata 文件。
ibdata1 文件:系统表空间数据文件，存储表元数据、Undo日志等 。
ib_logfile0、ib_logfile1 文件:Redo log 日志文件。
pid 文件
pid 文件是 mysqld 应用程序在 Unix/Linux 环境下的一个进程文件，和许多其他 Unix/Linux 服务端程序一样，它存放着自己的进程 id。
socket 文件
socket 文件也是在 Unix/Linux 环境下才有的，用户在 Unix/Linux 环境下客户端连接可以不通过 TCP/IP 网络而直接使用 Unix Socket 来连接 MySQL。

InnoDB和MyISAM
事务和外键
InnoDB支持事务和外键，具有安全性和完整性，适合大量insert或update操作
MyISAM不支持事务和外键，它提供高速存储和检索，适合大量的select查询操作
锁机制
InnoDB支持行级锁，锁定指定记录。基于索引来加锁实现。
MyISAM支持表级锁，锁定整张表。
索引结构
InnoDB使用聚集索引(聚簇索引)，索引和记录在一起存储，既缓存索引，也缓存记录。
MyISAM使用非聚集索引(非聚簇索引)，索引和记录分开。
并发处理能力
MyISAM使用表锁，会导致写操作并发率低，读之间并不阻塞，读写阻塞。
InnoDB读写阻塞可以与隔离级别有关，可以采用多版本并发控制(MVCC)来支持高并发
存储文件
InnoDB表对应两个文件，一个.frm表结构文件，一个.ibd数据文件。InnoDB表最大支持64TB;
MyISAM表对应三个文件，一个.frm表结构文件，一个MYD表数据文件，一个.MYI索引文件。从 MySQL5.0开始默认限制是256TB。

Redo Log和Binlog区别
Redo Log是属于InnoDB引擎功能，Binlog是属于MySQL Server自带功能，并且是以二进制 文件记录。
Redo Log属于物理日志，记录该数据页更新状态内容，Binlog是逻辑日志，记录更新过程。
Redo Log日志是循环写，日志空间大小是固定，Binlog是追加写入，写完一个写下一个，不 会覆盖使用。
Redo Log作为服务器异常宕机后事务数据自动恢复使用，Binlog可以作为主从复制和数据恢 复使用。Binlog没有自动crash-safe能力。

在应用中可以在从库追加多个索引来优化查询，主库这些索引可以不加，用于提升写效率。
读写分离方案
1写后立刻读
在写入数据库后，某个时间段内读操作就去主库，之后读操作访问从库。
2二次查询
先去从库读取数据，找不到时就去主库进行数据读取。该操作容易将读压力返还给主库，为了避免 恶意攻击，建议对数据库访问API操作进行封装，有利于安全和低耦合。
3根据业务特殊处理
根据业务特点和重要程度进行调整，比如重要的，实时性要求高的业务数据读写可以放在主库。对 于次要的业务，实时性要求不高可以进行读写分离，查询时去从库查询。
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