一条 sql 了解 MYSQL 的架构设计

一条 sql 了解 MYSQL 的架构设计

1 前言

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对于一个服务端开发来说 MYSQL 可能是他使用最熟悉的数据库工具，然而，大部分的 Java 工程师对 MySQL 的了解和掌握程度，大致就停留在这么一个阶段：它可以建库、建表、建索引，然后就是对里面的数据进行增删改查，语句性能有点差？没关系，在表里建几个索引或者调整一下查询逻辑就可以了，一条 sql，MYSQL 是如何处理的，为我们做了什么，完全是个黑盒。本文主要通过 sql 执行的过程打破这样一个黑盒的认知，来了解 MYSQL 的逻辑架构。

MYSQL 的逻辑架构可分为 3 层：应用层、服务层、存储引擎层。其中存储引擎是 MYSQL 最有特色的地方，MySQL 区别于其他数据库的最重要特点是其插件式的表存储引擎，本文也将着重聊聊最常用的 innoDB 存储引擎的架构设计原理，假设现有如下 sql：

update users set name=’zhangsan’ where id = 10

作为一个 java 服务端工程师，见到这样一个 sql，本能的脑海中立刻就浮现出如下信息：

• 一个表名为 users 的表
• 有两个字段 id、name，id 是主键
• 把 users 表里的 id=10 的这个用户名修改为 “zhangsan”

那么 MYSQL 是如何处理这样一个 sql 呢？带着这个问题，我们来看一下 MYSQL 是如何通过一个个组件来处理这个 sql，来了解 MYSQL 的整体架构

2 应用层

2.1 连接线程处理

当 MYSQL 面对上面的 sql，首先应该做什么呢？是如何解析？如何选择索引？如何提交事务？当然不是，首先应该解决的是怎么把 sql 语句传给它。大家都知道，如果我们要访问数据库，那么，首先就需要和数据库建立连接，那么这个连接由谁来建呢，答案就是 MYSQL 驱动，下面这段 maven 配置大家应该都很熟悉

java 程序就是通过这个驱动包来与数据库建立网络连接。
下图示意：

从图中可以看到这样一个场景：java 程序很多个线程并发请求执行上述 sql，我们都知道数据库连接是非常占用资源的，尤其是在高并发的情况下，如果每次都去建立数据库连接就会有性能问题，也会影响一个应用程序的延展性，针对这个问题，连接池出现了。
下图示意：

从图中可见网络连接交由线程 3 监听和读取 sql 请求，至此 MYSQL 已经收到我们的请求，当然 MYSQL 在建立连接时还做了用户鉴权，鉴权依据是：用户名，客户端主机地址和用户密码；在获取连接后，处理请求时还会做 sql 请求的安全校验，根据用户的权限判断用户是否可以执行这条 sql。

3 服务层

3.1 SQL 接口

从上图中我们知道线程 3 负责监听并读取 sql，拿到这个 sql 之后，如何执行是一项极其复杂的任务，所以 MYSQL 提供了 SQL 接口这么一个组件，线程 3 会将 sql 转交给 SQL 接口来执行如下图：

SQL 接口具体处理功能有：DDL、DML、存储过程、视图、触发器等。