mysql数据库体系结构原理及mysql8.0新特性

mysql数据库体系结构

1. 网络连接层：

   • 客户端连接器（Client Connectors）：这是MySQL与其他应用程序交互的第一层，它负责接收来自各种编程语言（如Java、PHP、Python等）的连接请求，并管理客户端与服务器之间的通信。

2. 服务层（MySQL Server）：

   • 系统管理和控制工具：用于管理和维护MySQL服务器，包括用户授权、权限管理、启动/停止服务等功能。
   • 连接池：用于管理和复用用户连接，优化资源使用，减少频繁创建和销毁连接的开销。
   • SQL接口：处理客户端发送过来的SQL语句，包括SQL语法解析、错误检查等。
   • 查询解析器（Parser）：将SQL语句解析成MySQL能够理解的内部数据结构。
   • 查询优化器（Optimizer）：根据表统计信息选择最优的执行计划，决定如何最好地执行SQL语句以获取结果集。
   • 缓存和缓冲区（Caches & Buffers）：例如查询缓存（Query Cache，已废弃）、表定义缓存、 Innodb缓冲池等，用来缓存查询结果或者提高数据访问速度。

3. 存储引擎层（Pluggable Storage Engines）：

   • 存储引擎是MySQL非常关键的一个特性，它允许MySQL支持多种不同的数据存储方式。每个存储引擎都提供了特定的功能，例如InnoDB、MyISAM、Memory等。InnoDB作为默认存储引擎，支持事务处理、行级锁定和外键约束，采用MVCC（多版本并发控制）机制以支持高并发场景。

4. 系统文件层：

   • 文件系统：MySQL将实际的数据和日志存储在磁盘上的物理文件中，如ibd（InnoDB表空间文件）、MYI（MyISAM索引文件）、MYD（MyISAM数据文件）、frm（表结构定义文件）等。

当一个查询请求到达MySQL服务器时，它会经历以下步骤：

• 客户端连接并提交SQL语句。
• 连接器处理连接和身份验证。
• SQL语句被传递到SQL接口，然后经过解析器和预处理器处理。
• 查询优化器生成执行计划。
• 根据执行计划，存储引擎执行相应的数据读写操作。
• 结果集返回给客户端。

mysql8.0.36新特性

MySQL 8.0.36版本进一步强化和完善了MySQL数据库的体系结构，虽然核心原则和组件保持一致，但在许多方面进行了增强和优化。以下是MySQL 8.0.36数据库体系结构的一些重要特点和原理：

1. 连接器（Connector）：

   • MySQL 8.0版本增强了安全性，支持更强大的密码加密算法，如caching_sha2_password。
   • 支持更多现代协议，比如X Protocol，提供更高效的数据传输和更丰富的API。

2. 服务层：

   • 线程池（Thread Pooling）：MySQL 8.0增加了对线程池功能的支持，提高了并发处理能力，特别是在大量短连接的情况下。
   • 增强的SQL接口与解析器：改进了SQL语法处理能力，支持窗口函数、递归通用表表达式（CTE）等新特性。
   • 优化器（Optimizer）：引入了新的成本模型，支持半联接转换，动态规划等更复杂的查询优化策略。

3. 插件式存储引擎：

   • InnoDB作为默认存储引擎：MySQL 8.0版本更加倚重InnoDB引擎，InnoDB得到了诸多性能优化和新特性支持，如更高效的索引结构、持久化统计信息、增强的只读事务性能等。
   • 在线DDL操作：InnoDB在MySQL 8.0中提供了更多的在线DDL支持，可以在不影响业务的情况下修改表结构。

4. 内存与缓存机制：

   • InnoDB缓冲池（Buffer Pool）：更大程度地优化了内存使用，包括增加缓冲池大小自动调整功能、改善LRU算法以及支持多个缓冲池实例等。
   • 数据字典（Data Dictionary）：MySQL 8.0将数据字典从文件形式改为了基于InnoDB存储，提高了数据字典的查询性能和一致性。

5. 安全性与审计：

   • 更加完善的权限管理系统，包括原生的JSON列支持，便于实现更复杂的角色管理和权限分配。
   • 引入了更细粒度的审计功能，增强了对数据库操作的监控和记录能力。

6. 复制与集群：

   • MySQL 8.0版本在复制方面继续改进，包括组复制（Group Replication）的增强，实现了更强的一致性和容错性。