第一章 MySQL架構與歷史

1. MySQL 伺服器邏輯架構圖
   

   • 最上層服務：大多數基於網路的服務都有類似最上層的架構
   • 第二層架構：包含大多數MySQL的核心服務功能，包括查詢解析、分析、優化、快取以及所有的內建函式（日期、時間、數學、加密函式等），所有跨儲存引擎的功能都在在一層時間：儲存過程、觸發器、檢視等。
   • 第三層：包含儲存引擎。儲存引擎負責 MySQL 中資料的儲存與提取。

2. 連線管理與安全性。

   • 每個客戶端連線會在伺服器程序中擁有一個執行緒，這個連結的查詢只會在這個單獨的執行緒中執行，該縣城只能輪流咋某個CPU核心或者CPU中執行。伺服器會負責快取執行緒，因此不需要為每一個新建的連線建立或者銷燬執行緒。
   • 客戶端連結到MySQL伺服器時，伺服器需要對其進行認證。認證基於使用者名稱、原始主機資訊和密碼。如果使用SSL方式連線，還可以使用X.509證書認證。一旦客戶端連線成功，伺服器會繼續驗證該客戶端時候具有執行某個特定查詢的許可權（例如是否允許客戶端對world資料庫的Country表執行SELECT語句）。

3. 優化與執行。

   • MySQL 會解析查詢，並建立內部資料結構（解析樹），然後對其進行各種優化，包括重寫查詢、決定表的讀取順序，以及選擇合適的索引等。使用者可以通過特殊的關鍵字提示（hint）優化器，影響他的決策過程。也可以請求優化器解釋優化過程的各個因素，使得使用者可以知道伺服器是如何進行優化決策的，並提供一個參考基準，便於使用者重構查詢和schema、修改相關配置，使應用盡可能高效執行。
   • 對於SELECT語句，在解析查詢之前，伺服器會先檢查查詢快取（Query Cache），如果能夠在其中找到對應的查詢，伺服器就不必再執行查詢解析、優化和執行的整個過程，而是直接返回查詢快取中的結果集。

4. 併發控制。
   多個查詢需要在同一時刻修改資料都會產生併發控制的問題。本章討論兩個層面的併發控制：伺服器層 與 儲存引擎層。

   • 讀鎖（read lock）：共享的，互不阻塞的。多個客戶在同一時刻可以讀取同一個資源，互不干擾。
   • 寫鎖（write lock）：排他的，一個寫鎖會阻塞其他的寫鎖和讀鎖，處於安全策略的考慮。

   在實際的資料庫系統中，每時每刻都在發生鎖定，當某個使用者在修改某一部分資料時，MySQL 會通過鎖定防止其他使用者讀取同一資料。大多數時候，MySQL 鎖內部管理對外不可見。

5. 鎖粒度。

   • 表鎖（table lock）。開銷最小。鎖定整張表。表鎖在特定場景有良好效能，如READ LOCAL 表鎖支援某些型別的併發寫操作。另外寫鎖比讀鎖有更高的優先順序，寫鎖請求會被插到讀鎖佇列的前面（讀鎖不會）。儲存引擎可以管理自己的所，但MySQL 本身還是會使用各種有效的表鎖來實現不同的目的，如伺服器會為諸如ALTER TABLE之類的語句使用表鎖。

   • 行級所（row lock）。最大程度支援併發處理，最大鎖開銷。InnoDB 和 XtraDB，以及其他一些儲存引擎中實現行級鎖。行級鎖只在儲存引擎層實現，而MySQL在伺服器層沒有實現。伺服器層不瞭解儲存引擎中的鎖實現。

6. 事務。

   • 原子性
   • 一致性
   • 隔離性
   • 永續性

7. 隔離級別。
   SQL 標準中定義了四種隔離級別，每一種級別都規定了一個事務中所做的修改，哪些在事務內和事務間是可見的，哪些是不可見的。較低級別的併發通常可以執行更高的併發，系統的開銷也更低。

四種隔離級別

• READ UNCOMMITTED（未提交讀）。

事務中的修改，即使沒有提交，對其他事務也都是可見的。事務可以讀取未提交的資料，稱髒讀（Dirty Read）。該隔離級別一般少用。