MySQL逻辑架构

MySQL逻辑架构 - 图1

简化图：

MySQL逻辑架构 - 图2

Connectors

第一层连接层，系统（客户端）访问 MySQL 服务器前，做的第一件事就是建立 TCP 连接。MySQL对TCP传输过来的账户和密码进行验证

  • 用户名或密码不对，会收到一个Access denied for user错误，客户端程序结束执行
  • 用户名密码认证通过，会从权限表查出账号拥有的权限与连接关联，之后的权限判断逻辑，都将依赖于此时读到的权限

TCP 连接收到请求后，必须要分配给一个线程专门与这个客户端的交互。所以还会有个线程池，去走后面的流程。每一个连接从线程池中获取线程，省去了创建和销毁线程的开销。

服务层

SQL Interface：SQL接口

  • 接收用户的SQL命令，并且返回用户需要查询的结果。比如SELECT … FROM就是调用SQL Interface
  • MySQL支持DML（数据操作语言）、DDL（数据定义语言）、存储过程、视图、触发器、自定义函数等多种SQL语言接口

Caches & Buffers： 查询缓存组件

  • MySQL内部维持着一些Cache和Buffer，比如Query Cache用来缓存一条SELECT语句的执行结果，如果能够在其中找到对应的查询结果，那么就不必再进行查询解析、优化和执行的整个过程了，直接将结果反馈给客户端。
  • 这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等 。
  • 这个查询缓存可以在 不同客户端之间共享 。
  • 从MySQL 5.7.20开始，不推荐使用查询缓存，并在 MySQL 8.0中删除 。

Parser：解析器

  • 进行语义和语法分析，将SQL语句分解成数据结构，并将这个结构传递到后续步骤，以后SQL语句的传递和处理就是基于这个结构的。如果在分解构成中遇到错误，那么就说明这个SQL语句是不合理的。
  • 验证和解析，创建语法树，进行sql优化

Optimizer: 查询优化器

  • 进行sql优化，生成执行计划
  • 执行计划判断是通过哪些索引进行查询（全表检索还是使用索引检索），表之间的连接顺序如何，最后会按照执行计划中的步骤调用存储引擎提供的方法来真正的执行查询，并将查询结果返回给用户。
  • 它使用“ 选取-投影-连接 ”策略进行查询。
    例如：SELECT id,name FROM student WHERE gender = ‘女’;
    先对where进行选取，再投影id，name字段，最后将两个查询结果连接。

引擎层

插件式存储引擎层（ Storage Engines），真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，对物理服务器级别维护的底层数据执行操作，服务器通过API与存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有的功能不同，这样我们可以根据自己的实际需要进行选取。

存储层

所有的数据，数据库、表的定义，表的每一行的内容，索引，都是存在 文件系统 上，以 文件 的方式存在的，并完成与存储引擎的交互。当然有些存储引擎比如InnoDB，也支持不使用文件系统直接管理裸设备，但现代文件系统的实现使得这样做没有必要了。在文件系统之下，可以使用本地磁盘，可以使用DAS、NAS、SAN等各种存储系统。

SQL的执行流程

流程图

MySQL逻辑架构 - 图3

MySQL8.0执行流程（重要）

MySQL逻辑架构 - 图4

MySQL8.0剔除了缓存，原因：

  • 查询缓存的命中率低，例如一个空格或者大小写，再语义语法上没有错，但无法命中缓存中保存的，所以很鸡肋。
  • 缓存失效，MySQL的缓存系统会监测涉及到的每张表，只要该表的结构或者数据被修改，如对该表使用了 INSERT 、 UPDATE 、 DELETE 、 TRUNCATE TABLE 、 ALTER TABLE 、 DROP TABLE 或 DROP DATABASE 语句，那使用该表的所有高速缓存查询都将变为无效并从高速缓存中删除！对于 更新压力大的数据库 来说，查询缓存的命中率会非常低。
  • 可能产生错误，假如查询中包含NOW()函数，每次查询结果应该不一样，但是缓存中查出是一样的

流程解释

解析器

在解析器中对 SQL 语句进行语法分析、语义分析。

MySQL逻辑架构 - 图5

  1. 分析器先做“ 词法分析 ”。你输入的是由多个字符串和空格组成的一条 SQL 语句，MySQL 需要识别出里面的字符串分别是什么，代表什么。 MySQL 从你输入的”select”这个关键字识别出来，这是一个查询语句。它也要把字符串“T”识别成“表名 T”，把字符串“ID”识别成“列 ID”。
  2. 再做语法分析，生成语法树
    MySQL逻辑架构 - 图6

优化器

在优化器中会确定 SQL 语句的执行路径，比如是根据 全表检索 ，还是根据 索引检索 等。在查询优化器中，可以分为 逻辑查询 优化阶段和 物理查询 优化阶段。

执行器

截止到现在，还没有真正去读写真实的表，仅仅只是产出了一个执行计划。于是就进入了 执行器阶段 。

MySQL逻辑架构 - 图7

在执行之前需要判断该用户是否 具备权限 。如果没有，就会返回权限错误。如果具备权限，就执行 SQL查询并返回结果。在 MySQL8.0 以下的版本，如果设置了查询缓存，这时会将查询结果进行缓存。