重新认识MySQL

思考并回答以下问题:

启动的MySQL服务器进程的默认名称为mysqld,MySQL客户端进程的默认名称为mysql。

启动MySQL服务器程序

UNIX里启动服务器程序

在类UNIX系统中用来启动MySQL服务器程序的可执行文件有很多,大多在MySQL安装目录的bin目录下,我们一起来瞅瞅。

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mysqld

mysqld这个可执行文件就代表着MySQL服务器程序,运行这个可执行文件就可以直接启动一个服务器进程。但这个命令不常用,我们继续往下看更牛逼的启动命令。
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mysqld_safe

mysqld_safe是一个启动脚本,它会间接的调用mysqld,而且还顺便启动了另外一个监控进程,这个监控进程在服务器进程挂了的时候,可以帮助重启它。另外,使用mysqld_safe启动服务器程序时,它会将服务器程序的出错信息和其他诊断信息重定向到某个文件中,产生出错日志,这样可以方便我们找出发生错误的原因。
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mysql.server

mysql.server也是一个启动脚本,它会间接的调用mysqld_safe,在调用mysql.server时在后边指定start参数就可以启动服务器程序了,就像这样:
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mysql.server start

需要注意的是,这个mysql.server文件其实是一个链接文件,它的实际文件是 ../support-files/mysql.server。我使用的macOS操作系统会帮我们在bin目录下自动创建一个指向实际文件的链接文件,如果你的操作系统没有帮你自动创建这个链接文件,那就自己创建一个呗~

另外,我们还可以使用mysql.server命令来关闭正在运行的服务器程序,只要把start参数换成stop就好了:

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mysql.server stop

服务器处理客户端请求

其实不论客户端进程和服务器进程是采用哪种方式进行通信,最后实现的效果都是:客户端进程向服务器进程发送一段文本(MySQL语句),服务器进程处理后再向客户端进程发送一段文本(处理结果)。那服务器进程对客户端进程发送的请求做了什么处理,才能产生最后的处理结果呢?客户端可以向服务器发送增删改查各类请求,我们这里以比较复杂的查询请求为例来画个图展示一下大致的过程:

从图中我们可以看出,服务器程序处理来自客户端的查询请求大致需要经过三个部分,分别是连接管理、解析与优化、存储引擎。下边我们来详细看一下这三个部分都干了什么。

连接管理

客户端进程可以采用我们上边介绍的TCP/IP、命名管道或共享内存、Unix域套接字这几种方式之一来与服务器进程建立连接,每当有一个客户端进程连接到服务器进程时,服务器进程都会创建一个线程来专门处理与这个客户端的交互,当该客户端退出时会与服务器断开连接,服务器并不会立即把与该客户端交互的线程销毁掉,而是把它缓存起来,在另一个新的客户端再进行连接时,把这个缓存的线程分配给该新客户端。这样就起到了不频繁创建和销毁线程的效果,从而节省开销。从这一点大家也能看出,MySQL服务器会为每一个连接进来的客户端分配一个线程,但是线程分配的太多了会严重影响系统性能,所以我们也需要限制一下可以同时连接到服务器的客户端数量,至于怎么限制我们后边再说哈~

在客户端程序发起连接的时候,需要携带主机信息、用户名、密码,服务器程序会对客户端程序提供的这些信息进行认证,如果认证失败,服务器程序会拒绝连接。另外,如果客户端程序和服务器程序不运行在一台计算机上,我们还可以采用使用了SSL(安全套接字)的网络连接进行通信,来保证数据传输的安全性。

当连接建立后,与该客户端关联的服务器线程会一直等待客户端发送过来的请求,MySQL服务器接收到的请求只是一个文本消息,该文本消息还要经过各种处理,预知后事如何,继续往下看哈~

解析与优化

语法解析

因为客户端程序发送过来的请求只是一段文本而已,所以MySQL服务器程序首先要对这段文本做分析,判断请求的语法是否正确,然后从文本中将要查询的表、各种查询条件都提取出来放到MySQL服务器内部使用的一些数据结构上来。

小贴士:这个从指定的文本中提取出我们需要的信息本质上算是一个编译过程,涉及词法解析、语法分析、语义分析等阶段,这些问题不属于我们讨论的范畴,大家只要了解在处理请求的过程中需要这个步骤就好了。

查询优化

语法解析之后,服务器程序获得到了需要的信息,比如要查询的列是哪些,表是哪个,搜索条件是什么等等,但光有这些是不够的,因为我们写的MySQL语句执行起来效率可能并不是很高,MySQL的优化程序会对我们的语句做一些优化,如外连接转换为内连接、表达式简化、子查询转为连接吧啦吧啦的一堆东西。优化的结果就是生成一个执行计划,这个执行计划表明了应该使用哪些索引进行查询,表之间的连接顺序是啥样的。我们可以使用EXPLAIN语句来查看某个语句的执行计划,关于查询优化这部分的详细内容我们后边会仔细唠叨,现在你只需要知道在MySQL服务器程序处理请求的过程中有这么一个步骤就好了。

存储引擎

截止到服务器程序完成了查询优化为止,还没有真正的去访问真实的数据表,MySQL服务器把数据的存储和提取操作都封装到了一个叫存储引擎的模块里。我们知道表是由一行一行的记录组成的,但这只是一个逻辑上的概念,物理上如何表示记录,怎么从表中读取数据,怎么把数据写入具体的物理存储器上,这都是存储引擎负责的事情。为了实现不同的功能,MySQL提供了各式各样的存储引擎,不同存储引擎管理的表具体的存储结构可能不同,采用的存取算法也可能不同。

为了管理方便,人们把连接管理、查询缓存、语法解析、查询优化这些并不涉及真实数据存储的功能划分为MySQL server的功能,把真实存取数据的功能划分为存储引擎的功能。各种不同的存储引擎向上边的MySQL server层提供统一的调用接口(也就是存储引擎API),包含了几十个底层函数,像”读取索引第一条内容”、”读取索引下一条内容”、”插入记录”等等。

所以在MySQL server完成了查询优化后,只需按照生成的执行计划调用底层存储引擎提供的API,获取到数据后返回给客户端就好了。

常用存储引擎

我们最常用的就是InnoDB和MyISAM。其中InnoDB是MySQL默认的存储引擎,对于某些功能的支持情况如下:

Feature
MyISAM
InnoDB
Clustered indexes no yes
Data caches no yes
Foreign key support no yes
Locking granularity Table Row
MVCC no yes
Storage limits 256TB 64TB
Transactions no yes

关于存储引擎的一些操作

查看当前服务器程序支持的存储引擎

我们可以用下边这个命令来查看当前服务器程序支持的存储引擎:

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SHOW ENGINES;

来看一下调用效果:
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mysql> SHOW ENGINES;
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| Engine | Support | Comment | Transactions | XA | Savepoints |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| InnoDB | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys | YES | YES | YES |
| MRG_MYISAM | YES | Collection of identical MyISAM tables | NO | NO | NO |
| MEMORY | YES | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables | NO | NO | NO |
| BLACKHOLE | YES | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO | NO | NO |
| MyISAM | YES | MyISAM storage engine | NO | NO | NO |
| CSV | YES | CSV storage engine | NO | NO | NO |
| ARCHIVE | YES | Archive storage engine | NO | NO | NO |
| PERFORMANCE_SCHEMA | YES | Performance Schema | NO | NO | NO |
| FEDERATED | NO | Federated MySQL storage engine | NULL | NULL | NULL |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
9 rows in set (0.00 sec)

mysql>

其中的Support列表示该存储引擎是否可用,DEFAULT值代表是当前服务器程序的默认存储引擎。Comment列是对存储引擎的一个描述,英文的,将就着看吧。Transactions列代表该存储引擎是否支持事务处理。XA列代表着该存储引擎是否支持分布式事务。Savepoints代表着该存储引擎是否支持部分事务回滚。

小贴士:好吧,也许你并不知道什么是个事务、更别提分布式事务了,这些内容我们在后边的章节会详细唠叨,现在瞅一眼看个新鲜就得了。

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