单进程多线程数据库
可以看下 这里 了解 mysql 各层的介绍 ebc5f39f527d427995c698af582feb81.png

1. mysql 分层：

客户端和 server 的连接，主要有以下几种方式：（进程间通信以及通信协议有关）
https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/transport-protocols.html#transport-protocol-selection

  1. 对于本地的数据库连接，客户端和 Mysql 服务器在同一台电脑时：使用 Unix 套接字 ( 非网络协议 ) 和 管道进行通信（即进程间通信）

看下操作系统（点这里）

  1. 对于任何系统下都可使用 TCP / IP ，对于同一主机使用进程间通信，对于不同主机则需要TCP/ IP 协议

不记得的话 看这里（tcp / ip 协议）

1.1.2 通信过程 （授权认证过程以及权限相关）

https://www.cnblogs.com/qiumingcheng/p/10655142.html

1.1.2.1 握手认证过程

握手认证阶段为客户端与服务器建立连接后进行，交互过程如下：
服务器 -> 客户端：握手初始化消息
客户端 -> 服务器：登陆认证消息
服务器 -> 客户端：认证结果消息

1.1.2.2 命令执行过程

客户端认证成功之后，进入命令执行阶段，交互过程：
客户端 -> 服务器：执行命令消息
服务器 -> 客户端：命令执行结果
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  • 为什么在握手认证的时候，是由服务器发送握手初始化，这和 http 中的三次握手不一致：
  • 为什么服务器能在没有请求的情况下主动进行相应
  1. 首先 http 中的 三次握手 只要有 url 地址，就能发送请求，进行操作，但是 mysql 必须登录之后才能进行操作，这和 http 不一致。
  2. 服务器主动发送握手初始化，是存在原因的，我们可以通过mysql 官方文档来看

Mysql 服务器官方文档 MySQL 的服务器，进行初始化后，需要我们主动启动服务器，也就是 netstart，然后会自动监听端口。mysqld 是一个单一的多线程程序。

1.1.3 Mysql 的连接方式（进行完物理连接以及通信认证之后，开始发送sql 命令）

假如有连接，那就存在 短连接 和 长连接 （关于 短连接 和 长连接）

  • 对于短连接，每次操作数据库都需要打开和关闭数据库，连接 -> 数据传输 -> 关闭连接
  • 对于长连接，程序之间的连接建立之后，就一直打开，被后续程序重复使用。

两者都存在问题：短连接 的话，每次创建线程的开销较大，端口资源可能不够用。对于 长连接，假如建立了长连接，则有可能有很多长连接处于 无请求 状态，同样导致内存的浪费。

所以使用 连接池 和 线程池 组合，来进行性能提升

1.1.3.1 连接池：

在客户端部署。客户端创建预先创建一定的连接，利用这些连接服务于客户端所有的DB请求。如果某一个时刻，空闲的连接数小于DB的请求数，则需要将请求排队，等待空闲连接处理。通过连接池可以复用连接，避免连接的频繁创建和释放，从而减少请求的平均响应时间，并且在请求繁忙时，通过请求排队，可以缓冲应用对DB的冲击。当连接断开,连接将回归连接池。

连接池主要用来管理客户端的连接,避免重复的连接/断开操作,是将空闲的连接缓存起来,可以复用。从而减少了连接mysql server/断开mysql server的开销与成本,从而提升性能。

1.1.3.2 线程池：

在服务器端部署。通过创建一定数量的线程服务DB请求，有了线程池，当有了新连接,可以直接从线程池里拿线程,断开时,也不销毁线程,而是回放进线程池。与一个线程服务一个连接的方式对比，线程池服务的最小单位是语句，即一个线程可以对应多个活跃的连接。通过线程池，可以将server端的服务线程数控制在一定的范围，减少了系统资源的竞争和线程上下切换带来的消耗，同时也避免出现高连接数导致的高并发问题。

线程池存在的问题：
1. 调度死锁问题：
假设，A，B两个事务被分配到不同的group中执行，A事务已经开始，并且持有锁，但由于A所在的group比较繁忙，导致A执行一条语句后，不能立即获得调度执行；而B事务依赖A事务释放锁资源，虽然B事务可以被调度起来，但由于无法获得锁资源，导致仍然需要等待，这就是所谓的调度死锁。
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解决方法：
创建优先队列，将已经开启持有锁的连接 或者 已经开启事务的连接 发起的请求放入优先队列，让线程早点解放。工作线程应该首先从优先队列获取任务执行。

1.2 sql 层

功能：解析器，授权，优化器，查询执行，查询告诉缓存，查询日志记录，跨存储引擎功能。
处理数据流程，下图：
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1.2.1 接口:

接受用户的 SQL 命令，并且返回用户需要查询的结果，比如 select from 就是调用 接口。

1.2.2 解析器：

SQL 命令传递到解析器的时候，会被解析器验证和解析（进行语义和语法的分析，分解数据结构），生成 sql 解析树。
第一步，词法分析，一条 SQL 语句有多个字符串组成，首先要提取关键字，比如 select，提出查询的表，提出字段名，提出查询条件等等。做完这些操作后，就会进入第二步。
第二步，语法分析，主要就是判断你输入的 sql 是否正确，是否符合 MySQL 的语法。
完成这 2 步之后，MySQL 就准备开始执行了，但是如何执行，怎么执行是最好的结果呢？这个时候就需要优化器上场了。

1.2.3 查询优化器：

SQL 语句在查询之前会使用查询优化器对查询进行优化，根据客户端请求的 query 语句，和数据库中的一些统计信息，在一系列算法的基础上进行分析，得到最优策略，即执行计划。

1.2.4 执行器：

开始执行的时候，要先判断以下对这个表有没有执行查询的权限。如果没有，就会返回没有权限的错误。
如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义，去使用相关的接口。
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最后将结果集返回给客户端，至此语句执行完成。

1.3 存储引擎层:

存储引擎，也称为表类型，真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，储存引擎层由多种存储引擎共同组成。它们负责存储和获取所有存储在MySQL中的数据。就像Linux众多的文件系统 一样。每个存储引擎都有自己的优点和缺陷。服务器是通过存储引擎API来与它们交互的。存储引擎不能解析SQL，互相之间也不能通信。
MySQL的存储引擎是插件式的，也就是说，用户可以随时切换MySQL的存储引擎：针对表或针对库都可（通过SQL语句命令）。

1.3.1 流程

  1. 1. 根据上层获取数据的方法(执行计划)，将数据提取出来
  2. 2.重新交给 SQL层
  3. 3.是MYSQL数据库的核心，关系到数据库性能
  4. 4.存储引擎基于表，而非数据库

1.3.2 常见引擎

存储引擎 特点
Innodb 事务安全，但对比myIsam，写效率差一些
myIsam 支持事务，但是和Innodb的事务支持不同
Memory 数据存储在内存之中

面试经常会问 Innodb 和 MyISAM 的区别，看这里

1.4 面试常见问题：

MySQL 的执行过程
锁机制
存储引擎的区别
事务的隔离级别
几种可能出现的数据库问题

总结：
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连接过程 运行过程 执行过程