圖文結(jié)合帶你搞懂GreatSQL體系架構(gòu)

很多小伙伴使用了GreatSQL，但是對(duì)GreatSQL的底層原理還不是很了解，今天就帶大家一起揭開GreatSQL體系架構(gòu)的神秘面紗！

首先來回顧一張經(jīng)典的體系架構(gòu)圖：

圖1_GreatSQL5.7 版本體系架構(gòu)圖

由此可以發(fā)現(xiàn)，GreatSQL5.7 由以下幾部分組成

• 連接池組件
• 系統(tǒng)管理和控制工具
• SQL接口組件
• 查詢解析器
• 查詢優(yōu)化器
• 緩存組件
• 可插拔存儲(chǔ)引擎
• 系統(tǒng)和日志文件

GreatSQL數(shù)據(jù)庫區(qū)別于其他數(shù)據(jù)庫的一個(gè)特點(diǎn)就是其可插拔的表存儲(chǔ)引擎，特別需要注意的是，存儲(chǔ)引擎是基于表的，而不是數(shù)據(jù)庫。

然而，經(jīng)典同時(shí)也意味著這幅圖已經(jīng)相當(dāng)陳舊了。在GreatSQL8.0 及更高版本中，查詢緩存這一功能已經(jīng)被移除。

圖2_GreatSQL8.0 版本體系架構(gòu)圖

總體來說，GreatSQL8.0 可以分為連接層、服務(wù)層、存儲(chǔ)引擎層。

一、連接層（Client Connectors）

連接層又名為客戶端連接器（Client Connectors）作用是提供與GreatSQL服務(wù)器建立的支持。

客戶端通過TCP/IP協(xié)議與GreatSQL服務(wù)器建立連接，每個(gè)連接對(duì)應(yīng)一個(gè)線程。連接管理還包括了連接池技術(shù)，以復(fù)用已經(jīng)建立好的連接，減少重復(fù)建立連接的開銷。

而且?guī)缀踔С炙兄髁鞯姆?wù)端編程技術(shù)，主要完成一些類似于連接處理、授權(quán)認(rèn)證、及相關(guān)的安全方案。

會(huì)對(duì)從 TCP 傳輸過來的賬號(hào)密碼做身份認(rèn)證、權(quán)限獲取

• 用戶名或密碼不對(duì)，會(huì)收到Access denied for user錯(cuò)誤，客戶端程序結(jié)束執(zhí)行

例如:

$mysql-uroot-p
ERROR1045(28000):Accessdeniedforuser'root'@'localhost'(usingpassword:NO)

• 用戶名密碼認(rèn)證通過，會(huì)從權(quán)限表查出賬號(hào)擁有的權(quán)限與連接關(guān)聯(lián)，之后的權(quán)限判斷邏輯，都將依賴于此時(shí)讀到的權(quán)限

二、服務(wù)層（GreatSQL Server）

服務(wù)層是GreatSQL Server的核心，主要包含連接器、分析器、優(yōu)化器、執(zhí)行器等，涵蓋 GreatSQL 的大多數(shù)核心服務(wù)功能，以及所有的內(nèi)置函數(shù)（如日期、時(shí)間、數(shù)學(xué)和加密函數(shù)等），所有跨存儲(chǔ)引擎的功能都在這一層實(shí)現(xiàn)，比如存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器、視圖等。

Ⅰ.SQL Interface: SQL接口

接收用戶的SQL命令，并且返回用戶需要查詢的結(jié)果。比如SELECT … FROM就是調(diào)用SQL Interface，GreatSQL支持DML、DDL、存儲(chǔ)過程、視圖、觸發(fā)器、自定義函數(shù)等多種SQL語言接口

同時(shí)還支持NoSQL，NoSQL泛指非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的規(guī)模飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已經(jīng)越來越不能滿足需求。從5.6版本開始，GreatSQL就開始支持簡單的NoSQL存儲(chǔ)功能。GreatSQL8.0 版本對(duì)這一功能做了優(yōu)化，以更靈活的方式實(shí)現(xiàn)NoSQL功能，不再依賴模式（schema）。

Ⅱ.Parser: 解析器

在解析器中對(duì) SQL 語句進(jìn)行語法分析、語義分析。將 SQL 語句分解成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將這個(gè)結(jié)構(gòu)傳遞到后續(xù)步驟，以后 SQL 語句的傳遞和處理就是基于這個(gè)結(jié)構(gòu)的，并且判斷你輸入的這個(gè) SQL 語句是否滿足 GreatSQL 語法。

Ⅲ.Optimizer: 查詢優(yōu)化器

在開始執(zhí)行之前，還要先經(jīng)過優(yōu)化器的處理。

SQL語句在語法解析之后、查詢之前會(huì)使用查詢優(yōu)化器確定 SQL 語句的執(zhí)行路徑，生成一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃，可以使用EXPLAIN命令查看執(zhí)行計(jì)劃。

這個(gè)執(zhí)行計(jì)劃表明應(yīng)該使用哪些索引進(jìn)行查詢（全表檢索還是使用索引檢索），表之間的連接順序如何，最后會(huì)按照?qǐng)?zhí)行計(jì)劃中的步驟調(diào)用存儲(chǔ)引擎提供的方法來真正的執(zhí)行查詢，并將查詢結(jié)果返回給用戶。

例如下面的 JOIN 語句：

SELECT*FROMtb1JOINtb2USING(ID)WHEREtb1.a=1andtb2.a=2;

那就有兩種方法可以選擇：

• 第一種，先取表 tb1 里 a=1 的記錄的ID值，再根據(jù) ID 關(guān)聯(lián)表 tb2 ，然后再判斷 tb2 里面 a 的值是否等于 2

• 第二種，先取表 tb2 里面的 a=2 記錄的 ID 值，在根據(jù) ID 值關(guān)聯(lián) tb1 ，再判斷 tb1 里面 a 的值是否等于 10

執(zhí)行的結(jié)果肯定是一致的，但是效率就大不相同了，所以我們要選擇用小的數(shù)據(jù)集去驅(qū)動(dòng)大的數(shù)據(jù)集，也就是小表驅(qū)動(dòng)大表。

Ⅳ.Caches & Buffers：查詢緩存組件

GreatSQL 內(nèi)部維持著一些 Cache 和 Buffer，比如 Query Cache 用來緩存一條 SELECT 語句的執(zhí)行結(jié)果，如果能夠在其中找到對(duì)應(yīng)的查詢結(jié)果，那么就不必再進(jìn)行查詢解析、優(yōu)化和執(zhí)行的整個(gè)過程了，直接將結(jié)果反饋給客戶端。

但是在 GreatSQL 8.0 版本及以上中刪除了查詢緩存功能,因?yàn)椴樵兙彺姹仨氁獌蓷lSQL語句完全一模一樣，否則是不能觸發(fā)查詢緩存，非常的雞肋~

三、引擎層（Storage Engines）

Ⅰ.存儲(chǔ)引擎層

真正的負(fù)責(zé)了 GreatSQL 中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取，對(duì)物理服務(wù)器級(jí)別維護(hù)的底層數(shù)據(jù)執(zhí)行操作，服務(wù)器通過API與存儲(chǔ)引擎進(jìn)行通信。

存儲(chǔ)引擎的優(yōu)勢在于，各式各樣的存儲(chǔ)引擎都具備獨(dú)特的特性，從而能夠針對(duì)特定的應(yīng)用需求建立不同存儲(chǔ)引擎表。

GreatSQL 支持的存儲(chǔ)引擎如下：

greatsql>SHOWENGINES;
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
|Engine引擎名稱|Support支持情況|Comment引擎的說明|Transactions事務(wù)支持|XA分布式事務(wù)支持|Savepoints保存點(diǎn)|
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
|FEDERATED|NO|FederatedMySQLstorageengine|NULL|NULL|NULL|
|PERFORMANCE_SCHEMA|YES|PerformanceSchema|NO|NO|NO|
|InnoDB|DEFAULT|Percona-XtraDB,Supportstransactions,row-levellocking,andforeignkeys|YES|YES|YES|
|MEMORY|YES|Hashbased,storedinmemory,usefulfortemporarytables|NO|NO|NO|
|MyISAM|YES|MyISAMstorageengine|NO|NO|NO|
|MRG_MYISAM|YES|CollectionofidenticalMyISAMtables|NO|NO|NO|
|BLACKHOLE|YES|/dev/nullstorageengine(anythingyouwritetoitdisappears)|NO|NO|NO|
|CSV|YES|CSVstorageengine|NO|NO|NO|
|ARCHIVE|YES|Archivestorageengine|NO|NO|NO|
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
9rowsinset(0.00sec)

得益于 GreatSQL 數(shù)據(jù)庫的開源特性，用戶得以依據(jù)存儲(chǔ)引擎接口自行編寫個(gè)性化的存儲(chǔ)引擎。當(dāng)對(duì)某一種存儲(chǔ)引擎的性能或功能存有疑慮時(shí)，可通過優(yōu)化代碼實(shí)現(xiàn)所需特性，這正展示了開源所賦予我們的便捷與力量。

Ⅱ.存儲(chǔ)層

所有的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫、表的定義，表的每一行的內(nèi)容，索引，都是存在 文件系統(tǒng)上，以文件的方式存在的，并完成與存儲(chǔ)引擎的交互。當(dāng)然有些存儲(chǔ)引擎比如InnoDB，也支持不使用文件系統(tǒng)直接管理裸設(shè)備，但現(xiàn)代文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)使得這樣做沒有必要了。在文件系統(tǒng)之下，可以使用本地磁盤，可以使用DAS、NAS、SAN等各種存儲(chǔ)系統(tǒng)。

總結(jié)

所以可以把 GreatSQL 的架構(gòu)圖簡化如下：

要把架構(gòu)圖牢牢記住，對(duì)于以后深入理解 GreatSQL 數(shù)據(jù)庫會(huì)有極大幫助!