MySQL系列：架构
1. MySQL 的架构模式
MySQL 是一个典型的C/S架构程序，MySQL Server提供数据库服务，完成客户端的请求和操作，Client负责连接到Server。
MySQL客户端可以是图形化界面，命令行，代码等，会根据指定的 IP 和 Port 连到服务器，通过一定的协议来进行 SQL 的执行。
SQL 执行过程
- 首先客户端发送请求到服务端，建立连接；
- 服务端先看下查询缓存是否命中，命中就直接返回，否则继续往下执行；
- 接着来到解析器，进行语法分析，一些系统关键字校验，校验语法是否合规；
- 然后优化器进行SQL优化，比如怎么选择索引之类，然后生成执行计划；
- 最后执行引擎调用存储引擎API查询数据，返回结果。
2. MySQL 的两个阶段
从 MySQL 的连接生命周期来划分，当服务器接收到客户端的请求连接后，将会进入两个阶段：
- 连接阶段
- 命令阶段
连接阶段
- 确定客户端和服务器当前的版本功能
- 确定是否需要进行 SSL 通信
- 服务端进行客户端的身份认证
命令阶段
连接阶段验证成功后，将会进入该阶段，平常所见的 SQL 操作就是在这个阶段执行的。
3. MySQL 的 3 层架构
从逻辑架构上，MySQL 可以划分为 3 层：
- 连接层
- 服务层
- 存储引擎层
连接层其实也可以归入 Server 层，这样 MySQL 就分为 Server 层和存储引擎层两部分。
3.1 连接层
连接层位于MySQL体系架构的最上层，引入了线程池的概念，允许多台客户端连接。主要工作:
- 连接处理
- 当一个客户端向服务端发送连接请求后，MySQL server会从线程池中分配一个线程来和客户端进行连接，以后该客户端的请求都会被分配到该线程上
- 用户鉴权
- 当客户端向MySQL服务端发起连接请求后，MySQL server会对发起连接的用户进行鉴权处理，MySQL鉴权依据是: 用户名，客户端主机地址和用户密码
- 安全管理
- 当客户连接到MySQL server后，MySQL server会根据用户的权限来判断用户具体可执行哪些操作
3.1.1 连接器
当你连接到某个数据库上，这时候接待你的就是连接器。
连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。
3.2 服务层
数据库服务层是整个数据库服务器的核心，包括查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心服务功能。
- 所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等）
- 所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等
- 该层会解析 SQL 语句并创建相应的内部解析树，并对其完成优化，如确定查询表的顺序，是否利用索引等，进而获得一个最优的执行计划
- SELECT 操作会先检查是否命中查询缓存，命中则直接返回缓存数据。如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能
3.2.1 查询缓存（Query cache）
MySQL的缓存是由一系列的小缓存组成的。例如：MySQL的表缓存、记录缓存、MySQL中的权限缓存、引擎缓存等。
MySQL中的缓存能够提高数据的查询性能，如果查询的结果能够命中缓存，则MySQL会直接返回缓存中的结果信息。
3.2.2 解析器（Parser）
主要负责对请求的SQL解析成一棵“解析树”，然后根据MySQL中的一些规则对“解析树”做进一步的语法验证，确认其是否合法。
3.2.3 优化器（Optimizer）
如果“解析树”通过了解析器的语法检查，优化器会分析存储引擎的操作成本以及表的统计信息，最后输出高效的执行计划。
比如在查询分析中，表扫描或索引扫描哪个执行效率高，则选择哪个。
3.2.4 执行器
MySQL 通过解析器知道了要做什么，通过优化器知道了该怎么做，于是就进入了执行器阶段，开始执行语句。
- 判断对这个表有没有查询权限；
- 有权限，则继续执行；
- 调用存储引擎接口进行执行查询或其他操作；
- 最终将查询结果集返回给客户端，语句执行完成。
3.3 存储引擎层
存储引擎负责实际的MySQL数据的存储与提取，服务器通过 API 与存储引擎进行通信。
不同的存储引擎功能和特性有所不同，这样可以根据实际需要有针对性的使用不同的存储引擎，像 InnoDB 支持事务、外键，而 MyISAM 就不支持。
一般我们不需要关心 SQL 语句会涉及到哪些存储引擎，只是优化器这一层可能需要根据不同的存储引擎做出不同的选择。
