文章目录

一、MySQL体系架构
- 1.1 网络连接层
- 1.2 服务层（MySQL Server)
- 1.3 存储引擎层（Pluggable Storage Engines）
- 1.4 系统文件层（File System）
- - 1.4.1 日志文件
  - 1.4.2 配置文件
  - 1.4.3 数据文件
  - 1.4.4 pid 文件
  - 1.4.5 socket 文件
二、存储引擎
- 2.1 MyISAM 存储引擎
- 2.2 InnoDB 引擎
- 2.3 其他存储引擎
- 2.4 管理存储引擎
三、 MySQL 中的系统数据库

一、MySQL体系架构

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。

1.1 网络连接层

客户端连接器（Client Connectors）：提供与MySQL服务器建立的支持。目前几乎支持所有主流的服务端编程技术，例如常见的 Java、C、Python、.NET、PHP等，它们通过各自API技术与MySQL建立连接。

1.2 服务层（MySQL Server)

服务层是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。用户账号认证也在这一步
系统管理和控制工具（Management Services & Utilities）：例如备份恢复、安全管理、、复制、配置迁移、集群管理等
SQL接口（SQL Interface）：用于接受客户端发送的各种SQL命令，并且返回用户需要查询的结果。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"。然后根据一些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，然后与存储引擎交互。
select uid,name from user where gender=1;

选取--》投影--》联接 策略
1）select先根据where语句进行选取，并不是查询出全部数据再过滤
2）select查询根据uid和name进行属性投影，并不是取出所有字段
3）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。

1.3 存储引擎层（Pluggable Storage Engines）

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。现在有很多种存储引擎，各有各的特点，最常见的是MyISAM和InnoDB。

1.4 系统文件层（File System）

该层负责将数据库的数据和日志存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互，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。

1.4.1 日志文件

错误日志（Error log）
默认开启，show variables like ‘%log_error%’
通用查询日志（General query log）
记录一般查询语句，show variables like ‘%general%’;
二进制日志（binary log）
记录了对MySQL数据库执行的更改操作，并且记录了语句的发生时间、执行时长；但是它不记录select、show等不修改数据库的SQL。主要用于数据库恢复和主从复制。
```
show variables like '%log_bin%'; //是否开启
show variables like '%binlog%'; //参数查看
show binary logs;//查看日志文件
```

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。

show variables like '%slow_query%'; //是否开启
show variables like '%long_query_time%'; //时长

1.4.2 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。

1.4.3 数据文件

db.opt 文件：记录这个库的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，且每一张
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。

1.4.4 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，它存放着自己的进程 id。

1.4.5 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。

二、存储引擎

MySQL中的数据用各种不同的技术存储在文件（或者内存）中。这些技术中的每一种技术都使用不同的存储机制、索引技巧、锁定水平并且最终提供广泛的不同的功能和能力,此种技术称为存储擎,MySQL 支持多种存储引擎其中目前应用最广泛的是InnoDB和MyISAM两种
官方参考：

https://docs.oracle.com/cd/E17952_01/mysql-5.7-en/storage-engines.html
https://docs.oracle.com/cd/E17952_01/mysql-8.0-en/storage-engines.html

2.1 MyISAM 存储引擎

MyISAM 引擎特点
不支持事务
表级锁定
读写相互阻塞，写入不能读，读时不能写
只缓存索引
不支持外键约束
不支持聚簇索引
读取数据较快，占用资源较少
不支持MVCC（多版本并发控制机制）高并发
崩溃恢复性较差
MySQL5.5.5 前默认的数据库引擎
MyISAM 存储引擎适用场景
只读（或者写较少）
表较小（可以接受长时间进行修复操作）
MyISAM 引擎文件
tbl_name.frm 表格式定义
tbl_name.MYD 数据文件
tbl_name.MYI 索引文件

2.2 InnoDB 引擎

InnoDB引擎特点
行级锁
支持外键约束
支持事务，适合处理大量短期事务
读写阻塞与事务隔离级别相关
可缓存数据和索引
支持聚簇索引
崩溃恢复性更好
支持MVCC高并发
从MySQL5.5后支持全文索引
从MySQL5.5.5开始为默认的数据库引擎
InnoDB数据库文件
所有InnoDB表的数据和索引放置于同一个表空间中
数据文件：ibdata1, ibdata2,存放在datadir定义的目录下
表格式定义：tb_name.frm,存放在datadir定义的每个数据库对应的目录下
每个表单独使用一个表空间存储表的数据和索引
两类文件放在对应每个数据库独立目录中
数据文件(存储数据和索引)：tb_name.ibd
表格式定义：tb_name.frm

2.3 其他存储引擎

Performance_Schema：Performance_Schema数据库使用
Memory ：将所有数据存储在RAM中，以便在需要快速查找参考和其他类似数据的环境中进行快速访问。适用存放临时数据。引擎以前被称为HEAP引擎
MRG_MyISAM：使MySQL DBA或开发人员能够对一系列相同的MyISAM表进行逻辑分组，并将它们作为一个对象引用。适用于VLDB(Very Large Data Base)环境，如数据仓库
Archive ：为存储和检索大量很少参考的存档或安全审核信息，只支持SELECT和INSERT操作；支持行级锁和专用缓存区
Federated联合：用于访问其它远程MySQL服务器一个代理，它通过创建一个到远程MySQL服务器的客户端连接，并将查询传输到远程服务器执行，而后完成数据存取，提供链接单独MySQL服务器的能力，以便从多个物理服务器创建一个逻辑数据库。非常适合分布式或数据集市环境
BDB：可替代InnoDB的事务引擎，支持COMMIT、ROLLBACK和其他事务特性
Cluster/NDB：MySQL的簇式数据库引擎，尤其适合于具有高性能查找要求的应用程序，这类查找需求还要求具有最高的正常工作时间和可用性
CSV：CSV存储引擎使用逗号分隔值格式将数据存储在文本文件中。可以使用CSV引擎以CSV格式导入和导出其他软件和应用程序之间的数据交换
BLACKHOLE ：黑洞存储引擎接受但不存储数据，检索总是返回一个空集。该功能可用于分布式数据库设计，数据自动复制，但不是本地存储
example："stub"引擎，它什么都不做。可以使用此引擎创建表，但不能将数据存储在其中或从中检索。目的是作为例子来说明如何开始编写新的存储引擎

2.4 管理存储引擎

查看mysql支持的存储引擎

show engines;

查看当前默认的存储引擎

show variables like '%storage_engine%';

设置默认的存储引擎

vim /etc/my.cnf
[mysqld]
default_storage_engine= InnoDB

查看库中所有表使用的存储引擎

show table status from db_name;

查看库中指定表的存储引擎

show table status like  'tb_name';
show create table tb_name;

设置表的存储引擎：

CREATE TABLE tb_name(... ) ENGINE=InnoDB;
ALTER TABLE tb_name ENGINE=InnoDB

三、 MySQL 中的系统数据库

mysql 数据库
是mysql的核心数据库，类似于Sql Server中的master库，主要负责存储数据库的用户、权限设置、关键字等mysql自己需要使用的控制和管理信息
information_schema 数据库
MySQL 5.0之后产生的，一个虚拟数据库，物理上并不存在information_schema数据库类似与"数据字典"，提供了访问数据库元数据的方式，即数据的数据。比如数据库名或表名，列类型，访问权限（更加细化的访问方式）
performance_schema 数据库
MySQL 5.5开始新增的数据库，主要用于收集数据库服务器性能参数,库里表的存储引擎均为
PERFORMANCE_SCHEMA，用户不能创建存储引擎为PERFORMANCE_SCHEMA的表
sys 数据库
MySQL5.7之后新增加的数据库，库中所有数据源来自performance_schema。目标是把
performance_schema的复杂度降低，让DBA能更好的阅读这个库里的内容。让DBA更快的了解DataBase的运行情况

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