mysql 整体架构及查询执行流程

一、整体架构

1.1 层次图（简图）

第一层：连接层

包含了服务于 C/S 程序或者是这些程序所需要的服务，如：连接处理、身份验证、安全性等等。

第二层：核心服务层（SQL Layer）

MySQL的核心部分，在 MySQL 处理底层数据之前的所有工作都是在这一层完成的，包括查询缓存、权限判断、SQL 解析、执行计划优化以及提供所有内置的函数（如日期、时间、数学运算、加密）等等。各个存储引擎提供的功能都集中在这一层，如存储过程、触发器、视图等。

第三层：存储引擎层（Storage Engine Layer）

底层数据存取操作实现部分，由多种存储引擎共同组成。它们负责存储和获取所有存储在 MySQL 中的数据，每个存储引擎都有自己的特点。服务器通过存储引擎 API 与引擎交互，这个 API 接口隐藏了各个存储引擎不同的地方，将各个引擎的功能进行统一封装，同时对查询层尽可能的透明。存储引擎不解析 SQL，互相之间也不能通信。仅仅是简单的响应服务器的请求。

第四层：数据存储层

主要是将数据存储在运行于设备的文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

1.2 架构图（完整结构图）

1. Connectors

不同语言中与 MySQL 服务端进行交互的客户端，如 php、java、python 等。各种语言有自己的实现。

2. Management Serveices & Utilities：

各类系统管理和控制工具，如配置相关服务、集群相关服务、数据迁移工具、备份及恢复工具、服务端资源管理工具、通用日志模块等。

3. Connection Pool

管理服务端的连接、会话、线程等需要缓存的重型资源。连接池负责监听对 MySQL 服务端的各种请求，每当接收到连接请求，会进行身份验证、连接安全检查。如验证通过，便将其转发到线程管理模块。线程管理模块会为每一个连接请求分配（或创建）一个连接线程为其单独服务。而连接线程的主要工作就是负责 MySQL 服务端与客户端的通信、接受客户端的命令请求、传递服务端的结果信息等。线程管理模块还要负责管理维护这些连接线程，包括线程的创建、线程的缓存等。

4. SQL Interface

执行器，接收客户端的 SQL，并且返回需要查询的结果。提供包括执行 DDL、DML、存储过程、视图、触发器之类的功能。

5. Parser

SQL 传递到解析器的时候会被解析器验证和解析。

主要功能：     a. 将 SQL 语句进行词法、语法、语义分析，分解成语法树，然后按照不同的操作类型进行分发，以后SQL语句的传递和处理就是基于这个结构的。     b. 如果在解析中遇到错误，中断流程并返回错误信息

6. Optimizer

SQL 语句在查询之前会使用查询优化器对查询进行优化。结合客户端请求的 SQL 语句和数据库的统计信息，分析得出一个最优的执行计划，告诉后面的流程如何取得这个 SQL 语句的结果。

7. Cache & Buffer

查询缓存：将客户端提交给 MySQL 的 Select 请求的返回结果集缓存到内存中，与该请求的 hash 值做映射。该请求的数据来源表发生任何数据变化后， MySQL 会自动使该请求的的查询缓存失效。在读多写少时，查询缓存对性能的提高是非常显著的，当然内存消耗也很大。如果查询缓存有命中的查询结果，会直接中断流程返回给客户端，节省大量时间。这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，字段缓存，权限缓存等。

8. 存储引擎接口

封装各类存储引擎，将数据处理的特殊实现封装为统一的接口对查询层开放，也提供