MySQL內(nèi)部如何工作的？

MySQL是一個開源的、Oracle支持的基于結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)。它可以在所有主要平臺上運行，包括Windows、Linux和UNIX。盡管MySQL的應(yīng)用范圍很廣，但它最常與在線發(fā)布和Web應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)。

在本文中，小編將和大家一起討論MySQL內(nèi)部如何工作的?包括它的內(nèi)部工作原理和組件。

一、MySQL的工作原理

MySQL遵循客戶端-服務(wù)器模型。MySQL的核心是MySQL服務(wù)器，它管理所有數(shù)據(jù)庫命令或指令?；旧?，MySQL服務(wù)器可用作用戶嵌入到單獨應(yīng)用程序中的庫，也可用作客戶端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的獨立程序。

此外，MySQL還運行多個支持MySQL數(shù)據(jù)庫管理的實用程序。用戶通過計算機(jī)上的MySQL客戶端向MySQL服務(wù)器發(fā)送命令。

此外，MySQL的設(shè)計使其能夠快速管理大型數(shù)據(jù)庫。雖然MySQL通常駐留在一臺機(jī)器上，但它將數(shù)據(jù)庫發(fā)送到多個位置，因為用戶可以通過不同的MySQL客戶端界面訪問它。這些接口將SQL語句傳輸?shù)椒?wù)器，然后顯示結(jié)果。

二、MySQL的組件

當(dāng)然，MySQL架構(gòu)由三層或三端組成。架構(gòu)的層次包括頂部的查詢執(zhí)行端(或客戶端)、中間的服務(wù)器資源端和底部的存儲引擎。數(shù)據(jù)庫架構(gòu)定義了系統(tǒng)的存儲端、客戶端、客戶端之間的交互和關(guān)系。下面我們詳細(xì)討論各個層。

1、客戶端

MySQL結(jié)構(gòu)的客戶端是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最終用戶與之交互的組件。我們可以通過命令提示符或圖形用戶界面向服務(wù)器提交多個MySQL命令。

對于每個有效的命令提交，屏幕上都會顯示有效的輸出。對于每個錯誤的命令提交，系統(tǒng)都會將錯誤通知作為反饋轉(zhuǎn)發(fā)到屏幕?？蛻舳颂峁┑囊恍╆P(guān)鍵服務(wù)是：

(1)連接處理

當(dāng)我們向服務(wù)器端提交請求時，服務(wù)器會確認(rèn)該請求。連接立即建立以允許我們執(zhí)行更多請求。此功能稱為連接處理，是該結(jié)構(gòu)的客戶端的一項功能。

(2)驗證

當(dāng)用戶連接到MySQL服務(wù)器時，身份驗證發(fā)生在服務(wù)器端?？蛻舳私M件借助用戶名和密碼完成身份驗證。

(3)安全

通過身份驗證后，用戶成功連接到MySQL服務(wù)器。之后，服務(wù)器檢查特定用戶是否具有對MySQL服務(wù)器進(jìn)行特定查詢所需的必要權(quán)限。

2、服務(wù)器端

MySQL架構(gòu)的第二層也被稱為“MySQL架構(gòu)的大腦”。這是因為該層控制MySQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的所有邏輯功能。當(dāng)客戶端向服務(wù)器提交請求時，服務(wù)器一旦與指令匹配就提供輸出。MySQL服務(wù)器的子組件包括：

(1)線程處理

客戶端向服務(wù)器發(fā)送成功請求后，服務(wù)器接受請求，客戶端進(jìn)行連接。這種連接稱為線程。該架構(gòu)的服務(wù)器端有助于處理稱為線程處理的過程中的每個線程。線程處理功能通過架構(gòu)的服務(wù)器端執(zhí)行。此外，線程處理模塊還管理由線程執(zhí)行的客戶端查詢。

(2)解析器

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通過稱為詞法分析的操作分解為多個標(biāo)記。解析器是一個軟件組件，它生成給定輸入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/解析樹。之后，MySQL的解析器包括語法規(guī)則模塊和詞法掃描器。詞法掃描器將整個輸入分解為標(biāo)記，而語法規(guī)則模塊則查找創(chuàng)建此序列的SQL語法規(guī)則組合并運行與這些規(guī)則關(guān)聯(lián)的代碼。最后，解析器生成一個解析樹，供優(yōu)化器使用。與某些將查詢的文本表示形式轉(zhuǎn)換為字節(jié)代碼的解析器相反，MySQL的解析器將其轉(zhuǎn)換為程序內(nèi)存中內(nèi)部互連的C++/C結(jié)構(gòu)。

(3)優(yōu)化器

解析完成后，系統(tǒng)會在優(yōu)化器塊上應(yīng)用不同類型的優(yōu)化技術(shù)。這些技術(shù)可能包括查詢重寫、正確的索引選擇和掃描表的順序。在這里，MySQL使用基于成本的方法進(jìn)行優(yōu)化。

當(dāng)然，MySQL會嘗試預(yù)測不同執(zhí)行計劃的成本并選擇最便宜的。最初，成本單位是單個任意4 KB數(shù)據(jù)頁讀取。然而，它變得更加復(fù)雜，并包括運行WHERE子句比較的成本等因素。

(4)查詢緩存

查詢緩存存儲輸入查詢語句的整個結(jié)果集合。在解析查詢之前，服務(wù)器會查閱查詢緩存，該緩存僅存儲SELECT語句及其結(jié)果集。如果用戶提交的查詢與緩存中已有的查詢類似，服務(wù)器會跳過查詢的解析、優(yōu)化和執(zhí)行。服務(wù)器僅中繼其先前存儲的結(jié)果集。

之后，當(dāng)服務(wù)器從分配給變量“query_cache_size”的值啟動時，MySQL 會同時初始化并為查詢緩存分配特定數(shù)量的內(nèi)存。如果您更新此變量或?qū)⑵湓O(shè)置為其當(dāng)前值，MySQL將刪除所有緩存的查詢，將緩存中斷到特定大小，并重新啟動緩存內(nèi)存。

總而言之，MySQL是一種廣泛使用、經(jīng)過時間考驗、功能齊全的現(xiàn)代關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。世界各地的組織都將其用于關(guān)鍵任務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理和存儲，作為面向消費者的流行應(yīng)用程序的后端，以及作為強(qiáng)大的Web軟件堆棧的一部分。

審核編輯：湯梓紅