MySQL二：SQL运行机制
MySQL用了很久，但是一直也是工作的使用，对于MySQL的知识点都比较零散碎片，一直也没有整体梳理过，趁着最近不忙，梳理一下相关的知识点。
一、 MySQL的起源
MySQL是一个开源的关系数据库管理系统。原开发者为瑞典的 MySQL AB公司，2008 年AB公司被Sun公司收购，并发布收购之后的首个版本 MySQL5.1。2010 年 Oracle 收购 Sun 公司，至此MySQL归入Oracle门下，之后发布了收购以后的首个版本 5.5 。
- MySQL5.1 ，该版本引入分区、基于行复制以及plugin API 。
- MySQL 5.5 ，改善集中在性能、扩展性、复制、分区以及对 windows 的支持。
「MySQL通过其【插件式的存储引擎架构】，将查询处理和其它的系统任务以及数据的存储提取分离来。并且根据不同的使用场景选择合适的存储引擎，使其在不同应用都能发挥良好作用。」
二、MySQL执行过程
在逻辑上MySQL 在执行脚本时自上而下可以分为四层，逻辑图如下：
「sql执行流程解析」
首先客户端（jdbc，PHP）通过连接处理层连接mysql服务器，然后解析器通过解析树对sql语句进行解析，优化器对sql语句进行优化，最终调用第四层的存储引擎的接口，执行语句。
三、MySQL Server基本架构组成
「MySQL Server架构自顶向下大致可以分网络连接层、服务层、存储引擎层和系统文件层」。架构图如下
3.1 第一层：网络连接层
「客户端连接器，MySQL向外提供交互接口连接各种不同的客户端。」
几乎支持所有主流的服务端编程技术，如常见的 Java、C、Python、.NET等，都通过各自API与MySQL建立连接。
3.2 第二层：服务层
MySQL Server的核心，主要包含系统「管理和控制工具、连接池、SQL接口、解析器、查询优化器和缓存」六个部分。
「连接池（Connection Pool）」
「负责存储和管理客户端与数据库的连接，一个线程负责管理一个连接。」
在服务器内部，每个client连接都有自己的线程。这个连接的查询都在一个单独的线程中执行。这些线程轮流运行在某一个CPU内核(多核CPU)或者CPU中。服务器缓存了线程，因此不需要为每个client连接单独创建和销毁线程 。
「系统管理和控制工具（Management Services & Utilities）」
备份恢复、安全管理、集群管理等
「SQL接口（SQL Interface）」
用于接受客户端发送的SQL命令，并且返回查询的结果。
比如DML、DDL、存储过程、视图、触发器等。
「解析器（Parser）」
负责将请求的SQL解析生成一个【解析树】。根据MySQL规则进一步检查解析树是否合法。
「查询优化器（Optimizer）」
当【解析树】通过解析器语法检查后，将交「由优化器将其转化成执行计划与存储引擎交互」。一般执行sql脚本会遵循【「选取–>投影–>联接」】的策略
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selectid,namefromuserwhere gender=1;
执行以上sql脚本的过程：
- select先根据where语句进行选取，并不是查询出全部数据再过滤
- select查询根据uid和name进行属性投影，并不是取出所有字段
- 将前面选取和投影联接起来最终生成查询结果
「缓存（Cache&Buffer）」
缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，权限缓存，引擎缓存等。
「如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。」
3.3 第三层：存储引擎层
「存储引擎负责MySQL中数据的存储与提取，与底层系统文件进行交互。」
MySQL存储引擎是插件式的，服务器中的查询执行引擎通过【「接口」】与存储引擎进行通信，接口屏蔽了不同存储引擎之间的差异 。通过上图可以看出MySQL有好几种不同的存储引擎，最常见的是MyISAM和InnoDB。
3.4 第四层：系统文件层
「主要是将数据和日志存储在运行设备的文件系统之上，并完成于存储引擎的交互，是文件的物理存储层。」 主要包含日志文件，数据文件，配置文件，pid 文件，socket 文件等。
「日志文件」
【事务日志】
包含重做日志（Redo Log）和撤销日志（Undo Logs），在后续文章中详细介绍
【错误日志（Error log）】
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show variables like '%log_error%' --默认开启
【二进制日志（bin log）】「记录对MySQL数据库执行的更改操作，包括语句的发生时间、执行时长，主要用于数据库恢复和主从复制」。但不记录select、show等不修改数据库的SQL。
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3showvariableslike'%log_bin%'; --是否开启
showvariableslike'%binlog%'; --参数查看
showbinarylogs;--查看日志文件【通用查询日志（General query log）】
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showvariableslike'%general%';--记录一般查询语句
【慢查询日志（Slow query log） 】
记录所有执行时间超时的查询SQL，默认是10秒。
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2showvariableslike'%slow_query%'; //是否开启
showvariableslike'%long_query_time%'; //超时时间
「数据文件」
【db.opt 文件】
记录当前库默认使用的字符集和校验规则。
【frm 文件】
存储与表相关的元数据（meta）信息，包括表结构的定义信息等，每一张表都会有一个frm 文件。
【MYD 文件】
「MyISAM 存储引擎专用」，存放 MyISAM 表的数据（data)，每一张表都会有一个.MYD 文件。
【MYI 文件】
「MyISAM 存储引擎专用」，存放 MyISAM 表的索引相关信息，每一张 MyISAM 表对应一个 .MYI 文件。
【ibd文件和 IBDATA 文件】
「存放 InnoDB 的数据文件（包括索引）」。InnoDB 存储引擎有两种表空间方式：独享表空间和共享表空间。
「独享表空间」使用 .ibd 文件来存放数据，且每张InnoDB 表对应一个 .ibd 文件。
「共享表空间」使用 .ibdata 文件，所有表共同使用一个（或多个，自行配置）.ibdata 文件。
【ibdata1 文件】
系统表空间数据文件，存储表元数据、Undo日志等 。
【ib_logfile0、ib_logfile1 文件】
Redo log 日志文件。
「配置文件」
用于存放MySQL所有的配置信息文件，比如my.cnf、my.ini等。
「pid 文件」
pid 文件是 mysqld 应用程序在 Unix/Linux 环境下的一个进程文件，和许多其他 Unix/Linux 服务端程序一样，存放着自己的进程 id。
「socket文件」
socket 文件也是在 Unix/Linux 环境下才有的，用户在 Unix/Linux 环境下客户端连接可以不通过TCP/IP 网络而直接使用 Unix Socket 来连接 MySQL。