【MySQL學習筆記（一）】之MySQL架構，啟動方式，C/S連線方式，處理請求流程
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老規矩–妹妹鎮樓：
一． MYSQL介紹
（一） 架構
MYSQL採用C/S架構，伺服器程式直接與儲存的資料互動，多個客戶端程式可以連線到這個伺服器程式，向伺服器傳送增刪改查的請求，然後伺服器程式對資料進行處理。
（二） 伺服器程式的啟動
1. 類UNIX系統
（1） mysqld
mysqld可執行檔案表示MYSQL的伺服器程式，執行這個可執行檔案就可以啟動一個MYSQL伺服器程序，不常用。
（2） mysqld_safe
一個啟動指令碼，間接地呼叫mysqld並持續監控伺服器的執行狀態，將出錯資訊和其他診斷資訊輸出到錯誤日誌中。
（3） mysqld.server
一個啟動指令碼，會間接地呼叫mysqld_safe，在後面新增start引數就可以啟動伺服器程式：
mysqld.server start
該檔案其實是一個連結檔案，對應的實際檔案是 …/supportfiles/mysql.server。也可以使用該指令碼來關閉伺服器程式：
mysqld.server stop
（4） mysqld_multi
執行多個伺服器例項，啟動或停止多個伺服器程序，同時報告它們的執行狀態。
2. Windows系統
（1） 手動啟動
直接單擊mysqld可執行檔案。
（2） 服務方式啟動
如果要長時間執行某程式，就可以將它註冊為一個Windows服務，由作業系統來管理。註冊服務如下所示：
“完整可執行檔案路徑” –install [-manual] [服務名]
-manual 表示手動啟動該服務，預設的服務名是MYSQL。接下來就可以啟動MYSQL伺服器服務了：
net start MYSQL
關閉服務：
net stop MYSQL
（三） 客戶端程式的啟動
通過mysql可執行檔案，客戶端可以與伺服器程式進行互動，不過需要通過傳遞一些引數來，如-h 伺服器程式的IP，-u登入的使用者名稱，-p該使用者的密碼，-P伺服器程式監聽的埠號，注意密碼與p之間是沒有空格的，不然會報錯。
（四） 客戶端與伺服器的連線
MYSQL客戶端程式與服務端程式的通訊實質上是一個程序間通訊的過程。
1. TCP/IP
客戶端和伺服器可能在不同的主機中，因此必須通過網路進行通訊，MySQL採用TCP作為網路通訊協議，伺服器預設監聽3306埠號，埠的範圍為 0 – 65535。
2. 命名管道和共享記憶體
Windows使用者可以使用命名管道和共享記憶體進行程序間的通訊。
命名管道啟動：在啟動伺服器程式的命令中加上 –enablee-named-pipe引數，在啟動客戶端中加上 –pipe引數。
共享記憶體啟動：伺服器程式啟動加上—shared-memory引數，客戶端程式啟動加上—protocol=memory引數。
3. UNIX域套接字
C/S都執行在類Unix系統中，可使用UNIX域套接字進行通訊。啟動客戶端時指定—protocol=socket引數，伺服器程式預設監聽的Unix域套接字檔案為/tmp/mysql.sock，客戶端程式也預設連線到這個Unix域套接字檔案。
二． MySQL處理請求流程
（一） 概述
伺服器程式在處理來自客戶端的查詢請求時，分為三步：連線管理，解析與優化，儲存引擎。
（二） 連線管理
每當有一個客戶端程序連線到伺服器程序時，伺服器程序都會建立一個執行緒專門處理與這個客戶端的互動，當該客戶端退出時會與伺服器斷開連線，而伺服器會將該執行緒快取起來，等待另一個新的客戶端的連線。客戶端傳送的連線請求是需要驗證的，如果認證失敗會拒絕連線。如果C/S執行在不同機器上，會採用傳輸層安全性（TLS）協議對連線進行加密。
（三） 解析與優化
1. 查詢快取
MySQL伺服器程式處理請求時會首先查詢之前的快取，如果有相同的請求就會直接從快取中返回，這個查詢快取可以在不同的客戶端之間共享。如果查詢請求有任何字元上的不同，都會導致快取不命中，且如果查詢請求中包含有某些系統函式，使用者自定義變數和函式，系統表，則這個請求不會被快取。如系統函式NOW查詢最新的當前時間，該函式兩次呼叫肯定是不同的結果，因此不會被快取。
MySQL的快取系統會監控涉及的每張表，只要該表的結構或資料被修改，則所有相關的查詢快取都會變為無效並從查詢緩衝中刪除。雖然查詢快取能夠提高系統性能，但是為了維護這塊快取也會有一些開銷，從MySQL5.7.20開始不推薦使用，到了8.0直接刪除了。
2. 語法解析
查詢快取沒有命中，就會進入正式的查詢中，客戶端傳送過來一個SQL語句，首先要對這個語句進行分析，判斷語法是否正確，然後從文字中將要查詢的表，各種查詢條件都提取出來放到MySQL伺服器內部使用的一些資料結構上。
這個過程類似編譯器的 詞法解析->語法分析->語義分析。
3. 查詢優化
語法解析後，伺服器程式獲得了需要的資訊，但是為了使SQL語句查詢效率更高，需要優化SQL語句，如將外連線轉換為內連線，表示式簡化等等。優化的結果是生成一個執行計劃，這個執行計劃表明了應該使用哪些索引執行查詢，以及表之間的連線順序是什麼樣的。我們可以使用EXPLAIN語句來檢視某個語句的執行計劃。
（四） 儲存引擎
MySQL伺服器將資料的儲存和提取操作都封裝到了儲存引擎中，表是由一行一行的記錄組成的，這只是邏輯概念，儲存引擎負責真正資料在物理上的儲存，讀取。不同的儲存引擎負責不同的功能，不同儲存引擎管理的表可能有不同的儲存結構，存取演算法。
為了方便管理，MySQL伺服器處理請求的過程被劃分為了server層和儲存引擎層，各種不同的儲存請求為server層提供統一的呼叫介面，其中包含了不同用途的底層函式，如讀取索引第一條記錄等等。
server層在判斷某條記錄符合要求之後，首先將其傳送到一個緩衝區中，待到該緩衝區滿了，才會向客戶端傳送真正的記錄。
（五） 常用的儲存引擎
MySQL在5.5.5之前預設的儲存引擎為MyISAM，之後改為了InnoDB，InnoDB支援事務，分散式事務以及事務的部分回滾，這些大部分引擎都沒有。
查詢當前伺服器程式支援的儲存引擎：
SHOW ENGINES;
我們可以為不同的表設定不同的儲存引擎，不同的表可以有不同的物理儲存結構，不同的讀取和寫入方式。在建表時直接指定引擎：
CREATE TABLE(
…
)ENGINE = …;
修改表的儲存引擎：
ALTER TABLE 表名 ENGINE=…;