前言：

很多小伙伴工作很長時間了，對于MySQL的掌握程度卻僅僅停留在表面的CRUD，對于MySQL深層次的原理和技術知識了解的少之又少，隨著工作年限的不斷增長，職場競爭力卻是不斷降低的。很多時候，出去面試時，被面試官吊打的現象成了家常便飯。比如，對于MySQL的高頻面試題有：

• 說說MySQL中MVCC機制的原理？
• MySQL的事務原理和實現？
• MySQL數據主從復制的原理？
• MySQL底層數據的存儲結構？
• 如何使MySQL支持海量數據存儲？
• MySQL中的鎖機制原理和實現？
• MySQL索引機制？索引中涉及的數據結構和算法？
• MySQL為何使用B+樹作為索引結構？
• B+樹可以存放多少數據？
• 說說MySQL中間隙鎖的實現原理？
• InnoDB引擎為何會崩潰？說說其實現原理？
• 等等其他一系列高頻面試
  

如果一一列舉的話，大概能夠列舉上百個關于MySQL的高頻面試題，這些你都會嗎？

不僅僅是面試，如果你想從一名底層程序員上升為高級工程師，架構師等，MySQL的底層原理和技術是你必須要掌握的。

注：冰河后續會不定時連載MySQL底層原理和技術的文章，與小伙伴們一起死磕MySQL，將冰河掌握的MySQL底層技術分享給大家，在面試時吊打面試官，在工作中吊打其他小伙伴。

一、MySQL體系架構

我們先來看看MySQL的體系架構圖，如下所示。

從MySQL的架構圖，我們可以看出MySQL的架構自頂向下大致可以分為網絡連接層、數據庫服務層、存儲引擎層和系統文件層四大部分。接下來，我們就來簡單說說每個部分的組成信息。

二、網絡連接層

網絡連接層位于整個MySQL體系架構的最上層，主要擔任客戶端連接器的角色。提供與MySQL服務器建立連接的能力，幾乎支持所有主流的服務端語言，例如：Java、C、C++、Python等，各語言都是通過各自的API接口與MySQL建立連接。

三、數據庫服務層

數據庫服務層是整個數據庫服務器的核心，主要包括了系統管理和控制工具、連接池、SQL接口、解析器、查詢優化器和緩存等部分。

四、連接池

主要負責存儲和管理客戶端與數據庫的連接信息，連接池里的一個線程負責管理一個客戶端到數據庫的連接信息。

五、系統管理和控制工具

提供數據庫系統的管理和控制功能，例如對數據庫中的數據進行備份和恢復，保證整個數據庫的安全性，提供安全管理，對整個數據庫的集群進行協調和管理等。

六、SQL接口

主要負責接收客戶端發送過來的各種SQL命令，并將SQL命令發送到其他部分，并接收其他部分返回的結果數據，將結果數據返回給客戶端。

七、解析樹

主要負責對請求的SQL解析成一棵“解析樹”，然后根據MySQL中的一些規則對“解析樹”做進一步的語法驗證，確認其是否合法。

八、查詢優化器

在MySQL中，如果“解析樹”通過了解析器的語法檢查，此時就會由優化器將其轉化為執行計劃，然后與存儲引擎進行交互，通過存儲引擎與底層的數據文件進行交互。

九、緩存

MySQL的緩存是由一系列的小緩存組成的。例如：MySQL的表緩存，記錄緩存，MySQL中的權限緩存，引擎緩存等。MySQL中的緩存能夠提高數據的查詢性能，如果查詢的結果能夠命中緩存，則MySQL會直接返回緩存中的結果信息。

十、存儲引擎層

MySQL中的存儲引擎層主要負責數據的寫入和讀取，與底層的文件進行交互。值得一提的是，MySQL中的存儲引擎是插件式的，服務器中的查詢執行引擎通過相關的接口與存儲引擎進行通信，同時，接口屏蔽了不同存儲引擎之間的差異。MySQL中，最常用的存儲引擎就是InnoDB和MyISAM。

InnoDB和MyISAM存儲引擎需要小伙伴們重點掌握，高頻面試考點，也是成為架構師必知必會的內容。

十一、系統文件層

系統文件層主要包括MySQL中存儲數據的底層文件，與上層的存儲引擎進行交互，是文件的物理存儲層。其存儲的文件主要有：日志文件、數據文件、配置文件、MySQL的進行pid文件和socket文件等。

十二、日志文件

MySQL中的日志主要包括：錯誤日志、通用查詢日志、二進制日志、慢查詢日志等。

1、錯誤日志

主要存儲的是MySQL運行過程中產生的錯誤信息?？梢允褂孟旅娴腟QL語句來查看MySQL中的錯誤日志。

show variables like '%log_error%';

2、通用查詢日志

主要記錄MySQL運行過程中的一般查詢信息，可以使用下面的SQL語句來查看MySQL中的通用查詢日志文件。

show variables like '%general%';

3、二進制日志

主要記錄對MySQL數據庫執行的插入、修改和刪除操作，并且也會記錄SQL語句執行的時間、執行的時長，但是二進制日志不記錄select、show等不修改數據庫的SQL。主要用于恢復數據庫的數據和實現MySQL主從復制。

查看二進制日志是否開啟。

show variables like '%log_bin%';

查看二進制日志的參數

show variables like '%binlog%'

查看日志文件

show binary logs;

4、慢查詢日志

慢查詢主要記錄的是執行時間超過指定時間的SQL語句，這個時間默認是10秒。

查看是否開啟慢查詢日志

show variables like '%slow_query%';

查看慢查詢設置的時長

show variables like '%long_query_time%'

十三、數據文件

數據文件中主要包括了：db.opt文件、frm文件、MYD文件、MYI文件、ibd文件、ibdata文件、ibdata1文件、ib_logfile0和ib_logfile1文件等。

1、db.opt文件

主要記錄當前數據庫使用的字符集和檢驗規則等信息。

2、frm文件

存儲數據表的結構信息，主要是數據表相關的元數據信息，包括數據表的表結構定義信息，每張表都會有一個frm文件。

值得注意的是：MySQL8版本中的innodb存儲引擎的表沒有frm文件。（后面專門寫一些MySQL8新特性的文章，從使用到底層原理與MySQL5到底有何不同）。

3、MYD文件

MyISAM存儲引擎專用的文件格式，主要存放MyISAM存儲引擎數據表中的數據，每張MyISAM存儲引擎表對應一個.MYD文件。

4、MYI文件

MyISAM存儲引擎專用的文件格式，主要存放與MyISAM存儲引擎數據表相關的索引信息，每張MyISAM存儲引擎表對應一個.MYI文件。

5、ibd文件

存放Innodb存儲引擎的數據文件和索引文件，主要存放的是獨享表空間的數據和索引，每張表對應一個.ibd文件。

6、ibdata文件

存放Innodb存儲引擎的數據文件和索引文件，主要存放的是共享表空間的數據和索引，所有表共用一個（或者多個）.ibdata文件，可以根據配置來指定共用的.ibdata文件個數。

7、ibdata1文件

MySQL的系統表空間數據文件，主要存儲MySQL的數據表元數據、Undo日志等信息。

8、ib_logfile0和ib_logfile1文件

MySQL數據庫中的Redo log文件，主要用于MySQL實現事務的持久性。如果在某個時間點MySQL發生了故障，此時如果有臟頁沒有寫入到數據庫的ibd文件中，在重啟MySQL的時候，MySQL會根據Redo Log信息進行重做，將寫入Redo Log并且尚未寫入數據表的數據進行持久化操作。

十四、配置文件

用于存在MySQL所有的配置信息，在Unix/Linux環境中是my,cnf文件，在Windows環境中是my.ini文件。

1、pid文件

pid文件是存放MySQL進程運行時的進程號的文件，主要存在于Unix/Linux環境中，具體的存儲目錄可以在my.cnf或者my.ini文件中進行配置。

2、socket文件

socket文件和pid文件一樣，都是MySQL在Unix/Linux環境中運行才會有的文件。在Unix/Linux環境中，客戶端可以直接通過socket來連接MySQL。

到此這篇關于MySQL體系架構詳情的文章就介紹到這了,更多相關MySQL體系架構內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！