关系型数据库的工作原理（二）

数据库概览

·数据库不是简单的一堆文件叠加整理在一起，而是有多个组件相互合作而成。忽略具体某种数据库，一般数据库由以下组件构成：

Fig. 8

    核心组件:

        进程管理器：很多数据库需要许多进程/线程同时都运行，所以搞了一个进程/线程池来管理这些进程/线程。 比如，有些数据库为了得到纳秒（ nanoseconds） 信息，不直接使用操作系统的线程，而是通过自己创建的线程来实现。

        网络管理器：网络 I/O 是一个大问题，尤其是分布式数据库。 所以，许多数据库有自己的网络管理器。

        文件系统管理器： 磁盘 I/O 是数据库的最常见的瓶颈所在。 数据库有自己的文件系统管理器，可以更好的解决数据库与操作系统的文件系统之间数据交换， 甚至替换操作习惯的文件系统。

        内存管理器： 为了避免磁盘 I/O 的效率低下的问题，大量的内存的使用肯定很有价值。但是，如果操作大量内存时，必须一个独立的高效的内存管理器。特别是， 同一时间有很多查询都在存取内存时，显得尤为必要。

　安全管理器： 用户身份的鉴定和权限管理。

   客户端管理器： 管理多个客户端连接。

    工具:

        备份管理器： 备份和恢复一个数据库

        恢复管理器： 数据库发生崩溃后重启，需要把数据库的所有数据做到一致状态

   监控管理器： 使用 log 记录数据库的所有行为，并且提供工具和信息用以监控数据库

   Administration manager：恢复数据库的原数据（ 比如某个表的表名和结构），提供工具和信息用以管理数据库、 Schemas（模式） 和表空间

　 数据管理器：

    　 事务管理器：处理事务

    　 Cache 管理器： 在数据被使用前先加载到内存，保存将要写入数据库的数据

    　 数据存取管理器： 存取磁盘上的数据

   查询管理器：

       查询解析： 检查一个查询是否有效

 查询重写： 预优化一个查询

 查询优化： 优化一个查询

 查询执行： 编译以及执行一个查询

    

    现在回到最初的问题，即：数据库是如何处理一个 SQL 查询的，从客户端管理器->查询管理器->事务管理器三个部分来解释改问题。

 

客户端管理器：

    数据库的客户端管理器，负责处理来自客户的连接。客户，可以是一个服务器，或 Web 服务器， 或者一个终端用户和终端软件。 客户端管理器实现了各种不同的访问数据库的接口，比如众所周知的： JDBC， ODBC， OLE-DB，以及其他专用数据库接口。

Fig. 9

    当客户端连接数据库：

1. 检查用户登陆验证信息（账号和密码），以及检查用户是否有访问数据库权限；
2. 检查是否有空余线程/进程处理该连接；
3. 检查数据库负载如何（是否过重）；
4. 如果连接需要等待，当超过等待时间，将返回可读的错误提示；
5. 如果连接可用，查询将传递给查询管理器
6. 由于查询处理是一个"all or noting"过程，故当查询到数据后，查询结果将部分存入缓存并开始发送给客户端。
7. 客户端连接意外断开时，会收到可读接受，并释放连接的资源。