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基于MySQL架构图解

作者：oneslide

这篇文章主要介绍了基于MySQL架构图解，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教

本文记录了MySQL 5.7的物理和逻辑架构，还有其组件。在这个帖子中，我会尝试用图去说明SQL语句的执行流程和数据处理流程。

MySQL的架构具备灵活性，因为它把不同的存储引擎作为插件。

因此，MySQL的架构和行为也会随着存储引擎的改变而改变。

我们重点讨论InnoDB,因为它是MySQL的默认存储引擎。

MySQL物理架构

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配置文件

 –basedir=dir_name  //MySQL安装目录路径

–datadir=dir_name   //数据目录的路径，数据目录存储数据，状态，日志等

–pid-file=file_name  //MySQL服务器写ProcessID的文件路径

–socket=file_name, -S file_name  //在Unix系统上，使用的Unix套接字文件的名字，
                                 //用于通过管道与本地服务器建立连接
–log-error=file_name       //记录错误和启动信息的日志文件名

MySQL逻辑架构

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SQL执行

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MySQL连接

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InnoDB存储引擎架构

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TABLESPACE

InnoDB存储空间被切分成tablespace,tablespace是一个与多个数据文件相关联的逻辑结构。


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Pages

Extents

Segments

InnoDB存储引擎

InnoDB 内存中组件

Change buffer

In a memory change buffer is a part of InnoDB buffer pool and on disk,
it is part of system tablespace, so even after database restart index
changes remain buffered.Change buffer is a special data structure that
caches changes to secondary index pages when affected pages not in the
buffer pool.
memory change buffer是InnoDB buffer pool的一部分，在磁盘上，也是系统tablespace的一部分。送印即使数据库重启…毛意思啊！无力…保留原文

Redo log buffer

redo logs缓冲区，保存写到redo log(重放日志)的数据。周期性的将缓冲区内的数据写入redo日志中。将内存中的数据写入磁盘的行为由innodb_log_at_trx_commit 和 innodb_log_at_timeout 调节。

较大的redo日志缓冲区允许大型事务在事务提交前不进行写磁盘操作。

变量：innodb_log_buffer_size (default 16M)

在磁盘上的组件

系统表空间（tablespace）

除了存储表数据之外，InnoDB也支持查找表元信息，存储和检索MVCC信息以兑现服从ACID和事务隔离性等原则。它包含几种类型的InnoDB对象信息。

其包含的文件：

变量：

innodb_data_file_path = /ibdata/ibdata1:10M:autoextend

激活

innodb_file_per_table选项，你可以将每个新创建的表存储到不同的tablespace中。这种做法的优点是减少磁盘上数据文件中的碎片

通用tablespace

Shared tablespace to store multiple table data. Introduce in MySQL 5.7.6. A user has to create this using CREATE TABLESPACE syntax. TABLESPACE option can be used with CREATE TABLE to create a table and ALTER TABLE to move a table in general table.

共享的tablespace存储多个表信息，在MySQL 5.7.6时引入。用户只能使用CREATE TABLESPACE创建一个这样的表空间。

TABLESPACE选项可以在使用CREATE TABLE命令创建一个表然后 ALTER TABLE 将表移入通用空间时发挥作用。

– Memory advantage over innodb_file_per_table storage method.
– Support both Antelope and Barracuda file formats.
– Supports all row formats and associated features.
– Possible to create outside data directory.

InnoDB数据字典

在系统tablespace中的存储区域，由系统内部表（供mysql服务器使用的表）和对象元数据（表，索引，列信息）组成

双写缓冲区（Double write buffer）

系统tablespace的存储区域，InnoDB在写入物理文件之前先将页从InnoDB buffer pool写入此空间。mysqld进程突然崩溃会导致部分写问题。InnoDB可以从这个区域拿到一个备份。 Variable: inndb_doublewrite (default enable)

REDO logs

用于灾难恢复。mysqld启动的时候，InnoDB会尝试执行自动恢复，将不完整的事务更改矫正。还未完成更新数据文件的事务会在mysqld启动时会根据此日志记录中的信息被重放。它使用 LSN(Log Sequence Number)值来重放信息，因为mySQL会为每个事务赋予一个ID。因为大量数据更改不可能及时写道磁盘，所以得先记录到redo日志，然后再写入磁盘。

再redo日志，所有更改都会带有 row_id, 旧的列值，新的列值, session_id 和时间。

Innodb_log_file_in_group= [# of redo file groups]Innodb_log_file_size= [每个日志文件大小]

UNDO日志和UNDO表空间

UNDO tablespace包含一个或多个undo日志文件。UNDO通过为事务（MVCC）保存被更改还未提交的值保持读一致性。未提交值从这个存储区域读取。UNDO日志也被叫做回滚数据段。

默认地，UNDO日志是系统表空间的一部分。但MySQL允许UNDO日志置于一个单独的表空间中 [Introduce in MySQL 5.6]。这需要在初始化mysqld之前进行更改才起作用。

当我们配置单独UNDO表空间时，系统表空间的UNDO日志就被抑制了，但是一旦配置成单独的，我们只能删除UNDO日志的一部分，比如过期日志，而不能删除它。

– Variables : innodb_undo_tablespace : # of undo tablespaces, default
0 innodb_undo_directory:
Location for undo tablespace,default is，data_dir with 10MB size.
innodb_undo_logs :
# of undo logs, default ，and max value is ‘128’

临时表空间

为临时表和相关对象提供存储功能，存储包括临时表未提交的数据。在MySQL 5.7.2引入，用于对临时表修改的回滚。

ibtmp1每次系统启动被重新创建，避免REDO日志对临时表的I/O操作。

innodb_temp_data_file_path = ibtmp1:12M:autoextend (default)

And All SET !!

存储引擎

Storage engine:
MySQL component that manages physical data (file management) and locations. Storage engine responsible for SQL statement execution and fetching data from data files. Use as a plugin and can load/unload from running MySQL server.Few of them as following,
InnoDB :
Fully transactional ACID.
Offers REDO and UNDO for transactions.
Data storage in tablespace:
Multiple data files
Logical object structure using InnoDB data and log buffer
Row-level locking.
NDB (For MySQL Cluster):
Fully Transactional and ACID Storage engine.
Distribution execution of data and using multiple mysqld.
NDB use logical data with own buffer for each NDB engine.
Offers REDO and UNDO for transactions.
Row-level locking.
MyISAM:
Non-transactional storage engine
Speed for read
Data storage in files and use key, metadata and query cache
– FRM for table structure
– MYI for table index
– MYD for table data
Table-level locking.
MEMORY:
Non-transactional storage engine
All data stored in memory other than table metadata and structure.
Table-level locking.
ARCHIVE:
Non-transactional storage engine,
Store large amounts of compressed and unindexed data.
Allow INSERT, REPLACE, and SELECT, but not DELETE or UPDATE sql operations.
Table-level locking.
CSV:
Stores data in flat files using comma-separated values format.
Table structure need be created within MySQL server (.frm)

Reference List

1.MySQL Architecture and Components

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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