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一文让你搞懂MYSQL底层原理。-内部结构、索引、锁、集群

mysql

MySQL内部模块连接器(JDBC、ODBC等) =>
[MYSQL 内部
[Connection Pool] (授权、线程复用、连接限制、内存检测等)=>[SQL Interface] (DML、DDL、Views等) [Parser] (Query Translation、Object privilege) [Optimizer] (Access Paths、 统计分析) [Caches & Buffers]=>[Pluggable Storage Engines]复制代码]
=> [File]
一条SQL执行过程先看看一条查询SQL 

一文让你搞懂MYSQL底层原理。-内部结构、索引、锁、集群

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  • （这里提供一下官方对各存储引擎的文档说明 Mysql存储引擎）
一条 update SQL执行update的执行 从客户端 => ··· => 执行引擎 是一样的流程，都要先查到这条数据，然后再去更新 。要想理解 UPDATE 流程我们先来看看，Innodb的架构模型 。
Innodb 架构上一张 MYSQL 官方InnoDB架构图：
一文让你搞懂MYSQL底层原理。-内部结构、索引、锁、集群

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内存结构这里有个关键点，当我们去查询数据时候会先 拿着我们当前查询的 夜 去 缓冲池 中查询 当前页是否在缓冲池中 。如果在，则直接获取 。
当是update时，则会直接修改 Buffer中的值 。这个时候，缓冲池中的数据就和磁盘中存储的数据不一致了，称为网页 。每隔一段时间，Innodb存储引擎就会把脏页数据刷入磁盘 。
一般来说当更新一条数据，我们需要将数据给读取到buffer中修改，然后写回磁盘，其中有一次 IO 操作 。
图中缓冲池中有一块区域叫做：change buffer 。当更新一个没有 unique index 的数据时，直接将修改的数据放到 change buffer，然后通过 merge 操作完成更新，从而减少了 IO 操作 。
  • 为什么要没有唯一索引的数据更新时才能这样呢，因为我们更新数据后，可能更新后的数据和已经存在的数据有重复，所以必须从磁盘中把所有数据读出来比对才行 。
  • 所以当我们的数据是 写多读少 的时候，就可以通过 增加 innodb_change_buffer_max_size 来调整 change buffer在buffer pool 中所占的比例，默认25（即：25%）
问题又来了，merge是如何运作的有四种情况：
  1. 有其他访问，访问到了当前页的数据，就会合并到磁盘
  2. 后台线程定时
  3. 系统正常shut down之前
  4. redo log写满的时候
一、redo log是什么谈到redo，就要谈到innodb的 crash safe，使用 WAL 的方式实现（write Ahead Logging，在写之前先记录日志）
这样就可以在，当数据库崩溃的后，直接从 redo log中恢复数据，保证数据的正确性
  • redo log 默认存储在两个文件中 ib_logfile0 ib_logfile1，这两个文件都是固定大小的 。为什么需要固定大小？这是因为redo log的顺序读取的特性造成的，必须是连续的存储空间
二、随机读写与顺序读写看一张图
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一般我们的数据都是分散在磁盘上的： 机械硬盘：
  1. 定位到磁道
  2. 等待旋转到对应扇区
  3. 开始读写
固态；
  1. 直接定位到闪存芯片（这也是为啥固态比机械快）
  2. 开始读写
而我们去存储时，是通过文件系统与磁盘打交道的，而他们打交道的方式就有两个 。随机读写和顺序读写
  1. 随机读写存储的数据是分布在不同的 块（默认 1block=8扇区=4K）
  2. 而顺序存储，顾名思义，数据是分布在一串连续的块中，这样读取速度就大大提升了
三、回到我们架构图 
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看到buffer pool中的Log Buffer，其就是用来写 redo log 之前存在的缓冲区
在这里，redo log具体的执行策略有三种：
  1. 不用写Log Buffer，只需要每秒写redo log 磁盘数据一次，性能高，但会造成数据 1s 内的一致性问题 。适用于强实时性，弱一致性，比如评论区评论
  2. 写Log Buffer，同时写入磁盘，性能最差，一致性最高 。适用于弱实时性，强一致性,比如支付场景
  3. 写Log Buffer，同时写到os buffer（其会每秒调用 fsync 将数据刷入磁盘），性能好，安全性也高 。这个是实时性适中 一致性适中的，比如订单类 。
【一文让你搞懂MYSQL底层原理。-内部结构、索引、锁、集群】我们通过innodb_flush_log_at_trx_commit就可以设置执行策略 。默认为 1
内存结构小结 
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