Mysql 是怎样运行的：从根上理解Mysql 读后个人总结

初识 MySQL

通信介绍

MySQL 也是典型的 C / S 模型，分为客户端及服务端，服务端一般部署在远端服务器中，也可以部署至本地，然后客户端跟服务端通信则可以使用依赖网络的 TCP 长连接或 Unix-like 的系统下可以使用 Socket文件的形式通信

连接阶段

客户端跟服务器端通信，MySQL 服务器会维护为每个客户端请求建立一个线程专门处理请求

连接可以通过 SSL 保证传输安全性，实际情况一般都是通过 SSL 访问跳板机再通过内网地址访问到 MySQL 服务器

MySQL 服务器也会通过用户名，密码，主机信息来做认证，判断是否提供对应权限的服务

查询缓存阶段

MySQL 服务器为提供查询效率，所以加入了全局缓存，当缓存命中时可以直接返回结果。但是实际两个请求只要有任何字符上的不一样，都会导致缓存不能命中，同时对于读写相差不多或写多读少的表，每次写操作都会导致缓存失效造成不必要的开销，所以在 MySQL 5.7+ 版本中该功能以及被废弃，MySQL 8.0+ 版本中被移除

语法解析阶段

如果缓存没有命中，MySQL 服务接下去就会开始解析 SQL 语句，如果有语法错误则直接返回至客户端，没有问题则会将 SQL 语句转换为 MySQL 内部的数据结构（解析树）

查询优化

语法解析之后，MySQL 服务器已经知道客户端想如何去获取数据，接下来服务器会对语句的执行进行优化，例如外连接转换为内连接，表达式简化，子查询转换为连接之类的，这部分优化不会对查询结果有影响，类似于数学上的因式分解，但是执行效率更高。完成优化后，生成的结果就是执行计划，这时根据执行计划就可以知道该从哪个表，使用哪个索引，查询哪些数据等所有的具体操作。

我们可以使用 EXPLAIN 语句查询某个 SQL 的执行计划，然后对 SQL 进行优化

存储引擎

当拥有执行计划后，MySQL 服务接下去就要真正的去持久化的区域，将数据取出来交给客户端，这里为了能支持各种各样的持久化策略，MySQL 对下层的所有控制都依赖于统一的存储引擎 API，然后不同的存储引擎提供各自的具体实现

不同的存储引擎，目标场景不同，实现方式与特性也不同，可以根据实际场景进行选择，场景的存储引擎如下：

数据库可以配置一个默认的存储引擎，而每个表还可以单独指定一个不同的存储引擎，例如：

-- 创建表时指定一个存储引擎
CREATE TABLE engine_demo_table(
    i int
) ENGINE = MyISAM;

-- 修改一个表的存储引擎
ALTER TABLE engine_demo_table ENGINE = InnoDB;

MySQL 调控

MySQL 服务器正常运行，会有非常多的配置参数，并且这些参数是支持根据实际场景进行修改的，主要有 **启动选项 ** 和 配置文件 的方式

启动选项

常规在命令行下使用一个命令，为了让这个命令根据用户不同的需求产生不能的行为，都会传递一个这个命令支持的选项参数，然后命令解析到这个参数后，就会按固定的行为来工作

比如 ls 表示将当前目录下的文件信息都展示出来，而 ls -l 通过传递一个 -l 的选项，表示修改展示的内容及方式，这种类似的操作就是传递启动选项，MySQL 服务器在启动时也支持大量的启动选项

启动选项一般包含长形式和短形式，比如 MySQL 服务器配置监听主机名的选项，长形式就是 –host，而短形式就是 -h，他们的作用是相同的，相当于短地址数量有限，所有只有一些常用的选项有短形式

mysqld -h 127.0.0.1 -P 3306

# 等同于

mysqld --host 127.0.0.1 --port 3306

注意：选项名区分大小写，所以 -p 与 -P 完全不一样，而短形式指定选项时，可以跟空格，也可以不跟(-p有些特殊，-p和密码值之间是不能用空格的)，所以 -P 3306 和 -P3306 是一样的

配置文件

启动选项仅针对单次启动生效，也就是不会将配置进行持久化，而配置文件是持久化到本地的，所以不需要每次启动时都输入，所以非常方便

Unix like 操作系统下，默认 MySQL 服务器会从以下路径来寻找配置文件：

说明：

1、 SYSCONFDIR 表示在使用 CMake 构建时使用 SYSCONFDIR 选项指定的目录，通常情况下，默认配置是编译安装目录下的 etc 目录
2、 MYSQL_HOME 是自定义的环境变量，可配可不配，仅代表可以自定义放置配置文件的路径
3、 ~ 表示跟当前登录用户相关，也就是根据用户不同的配置方式，放置到每个用户自己的目录下
4、 defaults-extra-file 表示在启动 MySQL 服务是，指定的编译文件的目录，例如：

`mysqld --defaults-extra-file=/tmp/my.cnf` 这样启动，则会访问 /tmp/my.cnf 这个路径下的配置文件

配置文件的内容

配置文件的启动选项被分为若干个组，每个组有个组名，用中括号包裹

[server]
option1 # option1，该选项不需要选项值
option2 = value2 # option2，该选项需要选项值

[mysqld]
(具体的启动选项)

[mysqld_safe]
(具体的启动选项)

[client]
(具体的启动选项)

[mysql]
(具体的启动选项)

[mysqladmin]
(具体的启动选项)

对应到启动选项中，配置的这两个选项的使用方式应该类似于：

mysqld --option1 --option2=value2

其次是分组的适用范围：

1、 server 分组表示所有 MySQL 服务器程序都会读取使用
2、 client 分组表示所有 MySQL 客户端程序都会读取使用
3、 mysqld 命令启动 MySQL 服务器程序会读取 [mysqld]，[server]
4、 mysqld_safe 命令启动 MySQL 服务器程序会读取 [mysqld]，[server]，[mysqld_safe]
5、 mysql.server 命令启动 MySQL 服务器程序会读取 [mysqld]，[server]，[mysql.server]
6、 mysql 命令启动客户端程序会读取 [mysql]，[client]
7、 mysqladmin 命令启动客户端程序会读取 [mysqladmin]，[client]
8、 mysqldump 命令启动客户端程序会读取 [mysqldump ]，[client]

注意：同一个配置文件中，多个组都修改了同一个选项，并且这几个组都能被读取，则按从上到下的顺序进行读取，也就是最后一个配置会覆盖之前的配置项

系统变量

除了监听的端口ip等参数以外，MySQL 服务还有大量的系统变量，能影响 MySQL 服务程序的行为，跟之前的区别在于，这些系统变量除了配置文件和启动选项能修改外，还支持通过 SQL 动态的更改

例如 default_storage_engine 表示 MySQL 服务默认的储存引擎，max-connections 表示 MySQL 服务默认的储存引擎，通过启动选项的方式配置如下：

mysqld --default_storage_engine=MyISAM --max-connections=1000

通过配置文件的方式配置参考如下：

[server]
default-storage-engine=MyISAM
max-connections=1000

而通过 SQL 语句配置参考如下：

-- 用法: SET [GLOBAL|SESSION] 系统变量名 = 值;

SET GLOBAL default_storage_engine = MyISAM;
SET max-connections = 1000;

变量作用范围

与一般编程语言相似，MySQL 的系统系统变量也有作用范围的说法，不过不是全局和局部，而是全局跟用户，如果是 GLOBAL 下修改了这个参数，则对所有 MySQL 用户而言，都以最新的参数进行工作，而在 SESSION 下修改了这个参数，则仅对当前的 MySQL 用户生效

另外，不是所有的系统变量都有两种作用范围的，比如 max-connections 只具有 GLOBAL 的作用范围，而 insert_id 只具有 SESSION 的作用范围，像 version 这种变量更为特殊，属于只读的系统变量，不可更改

系统变量跟启动选项的区别

启动选项是程序启动时传递的参数，而系统变量是程序在运行时，控制程序行为的变量，关系如下：

• 大部分的系统变量都可以通过启动选项的方式进行配置
• 部分系统变量是程序自动生成，不可通过启动选项的方式进行配置，例如：auto_increment_offset
• 部分启动选项也不是系统变量，例如：defaults-file

状态变量

为了更好的了解 MySQL 服务的运行状况，服务提供了大量的关于运行状态的变量，称为状态变量。例如：Threads_connected 表示当前已经连接的数量

状态变量用于显示服务器的状态信息，他们的值只能由 MySQL 服务程序自己维护，而不能手动配置

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