mysql 系列：总体架构概述

前言

使用 mysql 很多年了，但也没怎么深入研究过，准备最近了解下 mysql 的相关知识点。看看这款程序界里的神器是怎么运转的。

mysql 的架构模式

mysql 采用的是 C/S 架构，也就是我们平常所说的客户端-服务器模型。像我们平常所用的 workbench、nacivat 就是客户端，当然，还有命令行工具。

它们会根据指定的 ip、prot 连到服务器，通过一定的协议来进行 SQL 的执行。这些协议包括最广泛使用的 TCP 协议，也包括了适用于本地通信的套接字、共享内存、命名管道等协议。

mysql 的每一次连接在服务端都有一个专门的线程来管理，并且采用的网络 IO 模型是 select/poll，并非 epoll。

主要是因为 select/poll 可移植性好，很多系统都支持，而且 mysql 的瓶颈不在于网络连接上，对于连接数少，并且连接都很活跃的 mysql 而言，select/poll 是更好的选择。
(注：select、poll、epoll 是 IO 多路复用模型，能同时监听多个 I/O 事件的状态，占用资源少，性能高。)

mysql 的 2 个阶段

当服务器接收到客户端的请求连接后，将会进入连接阶段和命令阶段。

连接阶段主要执行了以下任务：

• 确定客户端和服务器当前的版本功能；
• 确定是否需要进行 SSL 通信；
• 服务器进行客户端的身份认证；

当上面的连接阶段 ok 后，将会进入命令阶段，我们平常所见的 SQL 操作就是在这个阶段执行的，如

• COM_QUERY：用于向服务器发送一个立即执行的 SQL 查询
• COM_CREATE_DB：用于创建数据库的命令

mysql 的 3 层架构

上面的 2 个阶段是从 mysql 的连接生命周期来划分的，实际从逻辑架构上，mysql 可以划分为 3 层：

• 连接层：主要负责连接池、通信协议、认证授权等；
• SQL 层：这一层是 mysql 的大脑，通过一系列组件得到数据操作的最优解。
• 存储层：负责数据的存储、检索。
  

SQL 层

前面已经大体介绍过连接层了， 我们来看看 SQL 层，当接收到命令后，mysql 并不会傻乎乎的直接去拿数据，而是会分析当前 sql 语句的各种执行效率，进而获取一个最优的执行计划。

在 SQL 层主要分为了下面几个功能：

• Query cache：缓存查询结果集，并且下次的查询命中了缓存，那么会跳过后面的执行，直接返回缓存结果。
• Parser：解析器，根据 SQL 语句构建内部使用的解析树，用于方便获取 SQL 信息，如 SQL 的语义和语法信息。
• Optimizer：优化器，通过分析存储引擎的操作成本以及表的统计信息，输出高效的执行计划。比如在查询分析中，表扫描或索引扫描哪个执行效率高，则选择哪个。

除了上面功能外，mysql 的内置函数、存储过程、触发器和视图也是在这一层实现的。

存储层

前面提到过优化器会输出执行计划，而具体的实施则是在存储层这一块。存储层在 mysql 这里设计成了可插播的插件，也就是说只要符合了标准化接口（API），那么就可以实现属于自己的一个存储引擎。

存储引擎是用来存储、检索数据的，不同的存储引擎有不同的特性，像 InnoDB 支持事务、外键，而 MyISAM 就不支持。

一般我们不需要关心 SQL 语句会涉及到哪些存储引擎，就像前面提到过的，已经通过标准化接口抽象出来了。只是优化器这一层可能需要根据不同的存储引擎做出不同的选择。

总结

mysql 的总体架构就如上所述了，实际上，mysql 还有很多的重要知识点需要掌握，像锁的机制，MVCC 版本控制，查询优化等，掌握了这些，才算对 mysql 有一个总体认识，后面会继续研究，分享给大伙！

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