MySQL 的基础 一 (连接池, SQL接口, 查询解析器, 查询优化器, 存储引擎接口, 执行器)

本文主要是介绍MySQL 的基础 一 (连接池, SQL接口, 查询解析器, 查询优化器, 存储引擎接口, 执行器),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

1  MySQL数据库的连接池

2  网络连接必须让线程来处理

3  SQL接口:负责处理接收到的SQL语句

4  查询解析器:让MySQL能看懂SQL语句

5  查询优化器:选择最优的查询路径

6  调用存储引擎接口,真正执行SQL语句

7  执行器:根据执行计划调用存储引擎的接口


1  MySQL数据库的连接池

当多个系统访问同一个数据库时,每个系统会通过数据库连接池创建多个连接供多线程使用。同样,MySQL 也需要维护与这些系统的多个连接。因此,MySQL 架构的第一个环节是连接池,它负责维护这些连接。同时,每次系统连接 MySQL 时,MySQL 都会根据提供的账号和密码进行身份验证,并检查库表权限。

2  网络连接必须让线程来处理

当数据库服务器的连接池中的某个连接接收到网络请求(如一条 SQL 语句)时,谁负责监听并处理这个请求呢?

其实,网络连接的处理需要分配给一个线程。这个线程负责监听网络请求,并从连接中读取数据,随后解析并执行 SQL 语句。如果你熟悉计算机的基础知识,就会知道线程在这种情况下是关键,它负责从网络连接中读取请求并进行处理,如下图所示。

3  SQL接口:负责处理接收到的SQL语句

MySQL 内部首先提供了一个 SQL 接口(SQL Interface)组件,它专门用于执行我们发送给 MySQL 的增删改查 SQL 语句。当工作线程接收到 SQL 语句后,会将其交给 SQL 接口处理并执行。SQL 接口负责将这些请求转化为 MySQL 能理解的操作,如下图所示。

4  查询解析器:让MySQL能看懂SQL语句

当我们执行一个 SQL 语句,例如:

SELECT id, name, age

FROM users

WHERE id = 1;

人脑可以立刻理解它的含义:查询 users 表中 id 等于 1 的那行数据,并提取 id, name, age 三个字段。然而,MySQL 是一个数据库管理系统,不能直接理解这些 SQL 语句。

因此,查询解析器(Parser) 就显得非常重要。它负责解析 SQL 语句,将其分解为 MySQL 可以理解的操作步骤。以这个查询为例,查询解析器会将 SQL 拆解为以下几个部分:

  1. 要从 users 表中查询数据。
  2. 查询条件是 id 等于 1。
  3. 返回的结果应包括 id, name, age 三个字段。

SQL 解析 就是根据 SQL 语法规则解析并理解 SQL 语句的含义,明确这条语句的操作目的,如下图所示。

5  查询优化器:选择最优的查询路径

当解析器理解了 SQL 语句的目标后,接下来由 查询优化器(Optimizer) 来选择一个最优的查询路径,以确保查询执行效率最高。

让我们继续使用之前的例子:

SELECT id, name, age FROM users WHERE id = 1;

解析器已经理解到这是要从 users 表中找到 id 等于 1 的记录,并提取 id, name, age 三个字段。接下来,优化器就会根据不同的查询路径,选择最优的执行方案。以下是两个简单的路径示例(仅用于理解,并非实际 MySQL 机制):

路径 1:直接定位到 users 表中 id 等于 1 的那行数据,然后提取 id, name, age 三个字段。这通常是通过索引快速定位数据的方式,速度更快。
路径 2:遍历整个 users 表,逐行读取每条记录的 id, name, age,然后过滤出 id 等于 1 的那行数据。这个路径效率较低,因为需要扫描整个表。


虽然这两种路径都可以完成查询,但显然第一种路径更快、更高效。因此,查询优化器 的任务就是为你写的 SQL 语句生成一棵查询路径树,然后选择其中执行效率最高的一条路径。

通过选择最优路径,MySQL 会更高效地执行 SQL 语句,相当于优化器在后台帮你决定了以什么顺序和步骤完成查询,从而提高了整体查询性能。

6  调用存储引擎接口,真正执行SQL语句

最后一步是将查询优化器选择的最优查询路径,也就是 SQL 语句的执行计划,交给 MySQL 的底层 存储引擎 来执行。这是 MySQL 架构设计中一个非常重要且有特色的部分。

我们可以思考一下,SQL 语句执行的最终目的就是访问和操作数据。那么,数据究竟存放在哪里呢?

在 MySQL 中,数据既可能存放在内存中,也可能存放在磁盘文件中。具体来说:

  • 如果数据经常被访问,可能会被缓存在内存中,以便快速读取。
  • 较大的数据文件或冷数据则通常存放在磁盘中,通过存储引擎负责读取和写入。

存储引擎是 MySQL 系统与底层数据存储之间的接口,它负责管理数据的物理存储和检索。不同的存储引擎(如 InnoDB、MyISAM 等)具有不同的特性,决定了数据如何存储、更新、查询和处理。

现在我们知道 SQL 语句的执行步骤,但问题在于:如何确定哪些数据在内存中,哪些数据在磁盘上?当我们执行 SQL 语句时,是更新内存中的数据,还是直接更新磁盘上的数据?如果要更新磁盘上的数据,又是如何找到具体的磁盘文件并进行更新呢?

这时,存储引擎 就起到了关键作用。存储引擎负责具体的执行操作,包括查询内存缓存、更新磁盘数据、查询磁盘数据等。它按照一定的逻辑流程来处理数据,决定是否需要从磁盘中读取数据、将数据加载到内存中、或者在必要时更新磁盘中的数据。

存储引擎执行的流程可能如下:

  1. 首先检查数据是否已经在内存缓存中,如果是,则直接在内存中操作,避免频繁的磁盘读写。
  2. 如果数据不在内存中,存储引擎会从磁盘文件中读取相关数据,将其加载到内存中供查询或更新使用。
  3. 当需要更新数据时,存储引擎可能先更新内存中的缓存数据,然后根据策略(如事务提交或定期刷新)将数据写入磁盘。

存储引擎在执行这些操作时,还涉及到如何高效管理缓存、如何保持数据的一致性、以及如何在磁盘上优化读写性能。因此,它在整个 MySQL 的 SQL 语句执行过程中扮演了核心的角色。

MySQL的架构设计中,SQL接口、SQL解析器、查询优化器其实都是通用的,他就是一套组件而已。

但是存储引擎的话,他是支持各种各样的存储引擎的,比如我们常见的InnoDB、MyISAM、Memory等等,我们是可以选择使用哪种存储引擎来负责具体的SQL语句执行的。

目前,InnoDB 是 MySQL 默认且最常用的存储引擎,它支持事务、外键和行级锁,能够更好地满足现代数据库系统的需求。至于每种存储引擎的工作原理和内部机制,我们可以在后续深入分析,不必急于理解。

7  执行器:根据执行计划调用存储引擎的接口

在 MySQL 中,存储引擎负责处理数据的存取操作,比如访问内存和磁盘上的数据。然而,存储引擎并不会直接运行 SQL 语句,真正执行 SQL 语句的是 执行器

执行器 的作用是根据查询优化器生成的执行计划,调用存储引擎的接口,按步骤执行 SQL 语句的逻辑。执行器负责调度和控制 SQL 的执行流程,确保语句按照最优路径被正确执行。

例如,对于以下 SQL 语句:

SELECT id, name, age FROM users WHERE id = 1;

执行器的工作流程可能是这样的:
1. 执行器首先调用存储引擎的接口,从 `users` 表中获取第一行数据。
2. 执行器检查该行数据的 `id` 是否等于 1。
3. 如果 `id` 不等于 1,则执行器继续调用存储引擎接口,获取下一行数据。
4. 一旦找到 `id = 1` 的那行数据,执行器会提取 `id`, `name`, `age` 并返回结果。

执行器会不断调用存储引擎的接口,依次进行数据的读取、判断、过滤和操作,直至 SQL 语句的执行计划完全执行完毕。

通过执行器的调度,SQL 语句的执行顺序得以实现,确保每一步操作按照优化器的方案高效执行。

这篇关于MySQL 的基础 一 (连接池, SQL接口, 查询解析器, 查询优化器, 存储引擎接口, 执行器)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1138689

相关文章

MyBatis模糊查询报错:ParserException: not supported.pos 问题解决

《MyBatis模糊查询报错:ParserException:notsupported.pos问题解决》本文主要介绍了MyBatis模糊查询报错:ParserException:notsuppo... 目录问题描述问题根源错误SQL解析逻辑深层原因分析三种解决方案方案一:使用CONCAT函数(推荐)方案二:

MySQL 中的 JSON 查询案例详解

《MySQL中的JSON查询案例详解》:本文主要介绍MySQL的JSON查询的相关知识,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录mysql 的 jsON 路径格式基本结构路径组件详解特殊语法元素实际示例简单路径复杂路径简写操作符注意MySQL 的 J

Go语言开发实现查询IP信息的MCP服务器

《Go语言开发实现查询IP信息的MCP服务器》随着MCP的快速普及和广泛应用,MCP服务器也层出不穷,本文将详细介绍如何在Go语言中使用go-mcp库来开发一个查询IP信息的MCP... 目录前言mcp-ip-geo 服务器目录结构说明查询 IP 信息功能实现工具实现工具管理查询单个 IP 信息工具的实现服

关于MongoDB图片URL存储异常问题以及解决

《关于MongoDB图片URL存储异常问题以及解决》:本文主要介绍关于MongoDB图片URL存储异常问题以及解决方案,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐... 目录MongoDB图片URL存储异常问题项目场景问题描述原因分析解决方案预防措施js总结MongoDB图

Windows 上如果忘记了 MySQL 密码 重置密码的两种方法

《Windows上如果忘记了MySQL密码重置密码的两种方法》:本文主要介绍Windows上如果忘记了MySQL密码重置密码的两种方法,本文通过两种方法结合实例代码给大家介绍的非常详细,感... 目录方法 1:以跳过权限验证模式启动 mysql 并重置密码方法 2:使用 my.ini 文件的临时配置在 Wi

MySQL重复数据处理的七种高效方法

《MySQL重复数据处理的七种高效方法》你是不是也曾遇到过这样的烦恼:明明系统测试时一切正常,上线后却频频出现重复数据,大批量导数据时,总有那么几条不听话的记录导致整个事务莫名回滚,今天,我就跟大家分... 目录1. 重复数据插入问题分析1.1 问题本质1.2 常见场景图2. 基础解决方案:使用异常捕获3.

SQL中redo log 刷⼊磁盘的常见方法

《SQL中redolog刷⼊磁盘的常见方法》本文主要介绍了SQL中redolog刷⼊磁盘的常见方法,将redolog刷入磁盘的方法确保了数据的持久性和一致性,下面就来具体介绍一下,感兴趣的可以了解... 目录Redo Log 刷入磁盘的方法Redo Log 刷入磁盘的过程代码示例(伪代码)在数据库系统中,r

mysql中的group by高级用法

《mysql中的groupby高级用法》MySQL中的GROUPBY是数据聚合分析的核心功能,主要用于将结果集按指定列分组,并结合聚合函数进行统计计算,下面给大家介绍mysql中的groupby用法... 目录一、基本语法与核心功能二、基础用法示例1. 单列分组统计2. 多列组合分组3. 与WHERE结合使

usb接口驱动异常问题常用解决方案

《usb接口驱动异常问题常用解决方案》当遇到USB接口驱动异常时,可以通过多种方法来解决,其中主要就包括重装USB控制器、禁用USB选择性暂停设置、更新或安装新的主板驱动等... usb接口驱动异常怎么办,USB接口驱动异常是常见问题,通常由驱动损坏、系统更新冲突、硬件故障或电源管理设置导致。以下是常用解决

Mysql用户授权(GRANT)语法及示例解读

《Mysql用户授权(GRANT)语法及示例解读》:本文主要介绍Mysql用户授权(GRANT)语法及示例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录mysql用户授权(GRANT)语法授予用户权限语法GRANT语句中的<权限类型>的使用WITH GRANT