mysql高性能-学习笔记

Mysql架构与历史总结

1.mysql的逻辑结构

a.第一层,基于网络的客户端/服务器的工具或者服务都有类似的结构,比如连接处理,授权认证,平安等

　　b.第二层：包括查询解析,分析,优化,缓存以及所有内置函数,存储过程,触发器,视图等

c.存储引擎,负责mysql中数据的存储和提取,

1.1 连接管理与平安性

每个连接拥有一个线程,服务器会负责缓存线程,因此不需要为每一个新建的连接创建或者销毁线程.

当连接时,会进行认证,基于用户名,原始主机信息和密码,一旦连接成功,会继续认证该客户端是否具有执行某个特定查询的权限

1.2 优化和执行

mysql会解析查询,并创建内部数据结构,然后对其进行优化,包括重写查询,决定表的读取顺序,以及选择合适的索引等.

2.mysql并发控制

mysql并发控制主要在两个层面,服务器层和存储引擎层面.

解决并发控制的经典做法是：通过共享锁(读锁)和排他锁(写锁),写锁会阻塞其他的写锁和读锁.锁的策略就是在平安性和锁的开销之间的平衡性.锁的开销主要有获得锁、检查锁、释放锁,锁的粒度的问题,mysql主要提供了两种粒度的锁：表锁、行级锁.表锁是开销最小的锁策略,会锁定整张表.行锁能最大限度的支持并发处理,相应的是开销最大,行锁实现在存储引擎层,在服务器层没有实现.

3.事务处理

事务就是一组原子性的sql查询,事务内的语句要么全部执行,要么执行失败,事务需要具有ACID特性,典型例子就是银行转账,ACID表示原子性(atomicity)、一致性( consistency)、隔离性(isolation)和持久性(durability),在应用逻辑中实现事务的ACID几乎不可能.

数据库隔离级别主要有四种,mysql使用的是可串行化、repetable read(可重复读)、(read commited)提交读、(read uncommited)未提交读,提交读：对表进行更新,不提交事务,读取数据发现还是原数据,提交事务后读取的是新的数据,在提交事务前所做的修改对于读是不可见的.不可重复读：进行一个A事务,读记录,B事务插入数据,A事务执行相同的查询,两次得到不同的结果(幻读的问题).

一组原子性的sql查询,

隔离级别： 未提交读,提交读,可重复读,可串行化

事务日志：帮助提高事务的效率,使用事务日志,存储引擎在修改表的数据时只需要修改其内存拷贝,

mysql中的事务： InnoDb,NDB cluster

4.多版本并发控制(MVCC)

MySQL的大多数事务存储引擎的实现都不是简单的行级锁,基于提升并发性能的考虑,它们一般都实现了MVCC,不仅MySQl, Oracle,PostgreSQL等其他数据库系统也都实现了MVCC,但各自的实现机制各不相同,MVCC并没有统一的实现标准.可以认为MVCC是行级锁的一个变种,但是它在很多情况下避免了加锁操作,因此开销更低.虽然实现机制各不相同,但是大都实现了非阻塞的读操作,锁操作也只锁定必要的行.

MVCC的实现,是通过保存数据在某个时间点的快照实现的.也就是说,不管执行多长时间,每个事务看到的数据都是一致的.

不同存储引擎的MVCC实现是不同的,典型的有乐观并发控制和悲观并发控制.

InnoDB的MVCC, 是通过在每行记录后面保存两个隐藏的列来实现的.这两个列,一个保存了行的创建版本,一个保存了行的过期版本(删除版本)；.每开始一个新的事物,系统版本号都会递增.事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号,用来和查询到的每个记录的版本号比较

5.锁粒度

一般情况下,锁定的数据量越少,则系统的并发程度越高.锁策略是在锁的开销和平安性之间寻求平衡.大多数一般是在表上施加行级锁.Mysql中每个存储引擎都可以实现自己的锁策略和锁粒度.Mysql中有表锁和行级锁.

表锁

是Mysql中最基本的锁策略,并且是开销最小的策略,它会锁定整个表.一个用户对表进行写操作,需要首先获得写锁,这回阻塞其他用户对该表的所有读写操作.

尽管存储引擎可以管理自己的锁,但是Mysql本身还是会使用各种有效的表锁来实现不同的目的.比如：服务器会为诸如：ALTER Table之类的语句使用表锁,而忽略存储引擎的锁机制.

行级锁

行级锁可以最大程度的支持并发处理,INNodb和XtraDB存储引擎中实现了行级锁.行级锁只在存储引擎层实现,而在Mysql服务器层没有实现.服务器层完全不了解存储引擎中的锁实现

6.mysql的存储引擎

InnoDB存储引擎

事务型,用来处理大量的短期(short-lived)事务,采用MVCC支持高并发,默认使用REPEATABLE READ(可重复读)隔离级别,可防止幻影行插入,基于聚簇索引建立,支持热备份；热备份就是可以不用停止读或写就可以获得一致性视图.

MyISAM存储引擎

非事务型,不支持事务和行级锁,采用表级锁,奔溃后无法平安恢复；支持基于分词创建的全文索引；其表级锁表现为：读取时加共享锁,写入时加排他锁,但读取时也可以插入新记录；MyISAM引擎设计简单,数据以紧密格式存储,某些场景性能很好.但根本问题是表级锁问题,使查询处于Locked状态.