mysql 架构

1.1 mysql 逻辑架构

1、最上层的服务不是 mysql 所独有的，大多数基于网络的客户端/服务端的工具或者服务都有类似的架构，比如连接处理，授权认证，安全等等。

2、第二层的架构。大多数的 mysql 的核心服务功能都在这一层，包括查询解析，分析，优化，缓存以及所有内置函数（例如：日期，时间，数学和加密函数），所有跨存储引擎都在这一层实现：存储过程，触发器，视图等。

3、第三层包含了存储引擎。

1.1.1 连接管理与安全性

每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程，这个连接的查询只会在这个单独的线程中执行，该线程只能轮流在某个CPU核心或者CPU中运行。所以，不需要为每一个新建的连接创建或者销毁线程。

档客户端连接到 mysql 服务时，服务器需要对其进行认证，认证基于用户名，原始主机信息和密码。

1.1.2 优化与执行

mysql 会解析查询，并创建内部数据结构（解析数），然后对其进行各种优化，包括重写查询、决定表的读写顺序、以及选择合适的索引等。用户可以通过特殊的关键字提示优化器。影响他的决策进程。也可以请求优化器解释优化过程的各个因素。

对于 select 语句，在解析查询之前，服务器会先检查查询缓存，如果能够在其中找到对应的查询，服务器就不必再执行查询解析，优化和执行的整个过程，而是直接返回查询解析器中的结果集。

1.2 并发控制

只要有多个查询在同一时刻修改数据，都会产生并发控制的问题。（服务器层和存储引擎层）

1.2.1 读写锁

共享锁和排他锁

1.2.2 锁粒度

一种提高共享资源的并发方式就是让锁定对象更有选择性，尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是所有资源，更理想的方式是，只对会修改的数据进行精确的锁定。任何时候，在给定的资源上，锁定的数据量越少，则系统的并发程度越高，只要相互之间不发生冲突即可。

问题是加锁也需要消耗资源，锁的各种操作，包括获得锁、检查锁是否已经解除、释放锁等，都会增加系统的开销。影响系统的性能。

所谓的锁策略，实际就是在锁的开销和数据的安全性之间寻求平衡。

表锁 （table lock）

表锁是 mysql 中最基本的锁策略，并且是开销最小的策略。

行级锁 （row lock）

行级锁可以最大程度地支持并发处理（同时带来了最大的锁开销）。行级锁只在存储引擎层实现。

1.3 事务

原子性的 sql 查询。也就是说事务内的语句要么全部执行成功，要么全部执行失败。

• 原子性（atomicity）

  不可分割的。要么全部执行成功，要么全部执行失败。

• 一致性

  数据库总是从一个一致性的状态转变为另一个一致性的状态

• 隔离性、

  通常来说，一个事务所做的修改在最终提交之前，对其他事务是不可见的。

• 持久性

  一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到数据库中。

1.3.1 隔离级别

在 sql 标准中，定义了四种隔离级别。

脏读：事务可以读取未提交的数据。

不可重复读：一个事务范围内两个相同的查询返回了不同的结果。（update）

幻读：当某个事务在读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新的记录。(delete and insert)

1. READ UNCOMITTED (未提交读)

事务的修改，即使没有提交，对其他事务也都是可见的。也就是说别的事务可以读取这个事务没提交的数据。（如果事务回滚）

缺点：脏读、不可重复读、幻读
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2. READ COMMITED (提交读)

一个事务范围内两个相同的查询返回不同的结果。（在读的期间别人插进来对数据进行了操作）

缺点：不可重复读、脏读
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3. REPEATTABLE READ (可重复读)

解决了脏读，不可重复读。但是会产生幻读。 Mysql 就采用这种隔离级别
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4. SERIALIZABLE (可串行读)

强制事务串行执行，避免了幻读的问题。
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1.3.2 死锁

是指两个或者多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方占用的资源，从而导致恶性循环的现象。

事务1

start transaction;
update stock_price set close = 45.5 where scoke_id = 3 and date = '2018-03-06'
update stock_price set close = 45.5 where scoke_id = 4 and date = '2018-03-07'

事务2

start transaction;
update stock_price set close = 45.5 where scoke_id = 4 and date = '2018-03-07'
update stock_price set close = 45.5 where scoke_id = 3 and date = '2018-03-06'
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如果，两个事务都执行了第一条 update 语句，更新了一行数据，同时也锁定了该行数据，接着每个事务都尝试去执行第二条 update 语句，却发现改行已经被对方锁定。然后，两个事务都在等待对方释放锁，同时，又持有对方需要的锁，则陷入了死循环。

1.3.3 事务日志

事务日志可以帮助提高事务的效率。

1.3.4 Mysql 中的事务

Mysql 提供了两种事务型的存储引擎：InnoDB 和 NDB Cluster。

1. 自动提交 （AUTOCOMMIT）

Mysql 默认采用自动提交模式。也就是说，如果不是显式的开始一个事务，则每次查询都被当做一个事务执行提交操作。

mysql 也可以只改变当前会话的隔离级别

mysql> set session transaction isolation level read commited
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2. 在事务中混合使用存储引擎

mysql 服务器层不管理事务，事务是由下层的存储引擎实现的，所以在同一个事务中，使用多种存储引擎是不可靠的。

3. 隐式和显示锁定

隐式锁：在事务执行过程中，随时都可以执行锁定，锁只有在执行 commit 或者 rollback 的时候才会释放。并且所有的锁是在同一时刻被释放。

不需要开发人员维护。

显示锁：需要开发人员手动的加锁、解锁。开发人员不仅要确定锁的粒度，还需要确定加锁的时机（何时加锁）、解锁的时机（何时解锁）以及所的类型。