《高性能MySQL》笔记<1-MySQL架构与引擎>

《高性能MySQL》笔记<1-MySQL架构与引擎>

15 2019-06-20 20:29:52

## 架构
![](/img/pic/2019062020293149827_png_583_418_76732)
> MySQL架构图

MySQL的架构分为三层。

第一层只负责提供服务，包括链接处理、授权认证、安全等，做一些必要的检查、适配工作，类似Web应用的Controller层。

第二层包含了大多数MySQL的核心功能，包含查询解析、分析、优化、缓存等，以及一些跨存储引擎的功能，类似Web应用的Service层。

第三层包含多种存储引擎，每种引擎有自身的特性，但最终提供统一的底层API与上层通信，屏蔽了底层存储引擎的差异，类似Web应用的Dao层。

总体来说MySQL的架构与Web应用非常类似，高内聚低耦合。

## 锁
MySQL的锁大致分为两种：
- 读锁：共享锁
在没有写锁时允许同时有多个线程并发读取，读锁优先级低
- 写锁：排它锁
写锁阻塞其他的读锁与写锁，写锁优先级高

读写锁有优先级先后之分，猜测MySQL锁的机制与Java中ReentrantReadWriteLock(true)即公平版读写锁类似：
- 加锁操作先排队
- 如果是读锁请求且排在队首，且当前没有写锁线程（排它锁未被其他线程占用），就可以加共享锁
- 如果是写锁请求在队首，当前共享锁未释放，就不可以加排它锁
- 写锁请求优先级高，可以插队

## 多版本并发控制 MVCC
加锁毕竟是一个开销大的操作，使用MVCC可以尽量避免加锁，提高并发程度。

### InnoDB的简化版MVCC行为
InnoDB的MVCC通过事务版本号控制来实现。
InnoDB每行数据有两个隐藏列：创建版本号和过期版本号。
系统有个版本号，会在每个事务开始时自增，事务版本号就使用此时的系统版本号，事务只允许查询小于等于自身版本号的数据行。

隔离级别在RR可重复读的情况下InnoDB的MVCC行为：

**SELECT**
返回数据范围：
1. 创建版本小于等于本事务版本的
意味着是事务开始前或本事务创建的
2. 没有删除版本号，或者删除版本号大于本事务版本号
意味着未被删除，或是事务开始后删除的

**INSERT**
数据行使用当前事务版本号作为创建版本号
**仅仅这样会导致幻读，InnoDB使用间隙锁（next-key locking）来防止幻读**

**DELETE**
数据行使用当前系统版本号作为过期版本号

**UPDATE**
1. 插入新行，创建版本为当前事务版本
2. 原来的行，过期版本修改为当前事务版本

## 引擎
MySQL应用最广泛的引擎是InnoDB引擎，除此之外需要深入了解的引擎是MyISAM引擎，MyISAM与InnoDB应用场景有较大不同，且各有鲜明特点。

### InnoDB引擎
MySQL默认引擎，可以说是万金油型，如果没有特别的理由或是不知道应该用什么引擎时，就**应该用InnoDB引擎**。

**InnoDB的特点**
1. 性能非常好
2. 支持事务
3. 使用MVCC支持高并发
4. 使用聚簇索引，主键查询性能高
5. 支持行锁
6. 支持热备份
7. 自动崩溃恢复
8. 很多自适应优化
9. 索引占用大

InnoDB性能高、支持事务、锁粒度小等因素使得其适合应用于各种需求，除非用到某些InnoDB不具备的特性且没有其他办法替代，否则应该**优先考虑使用InnoDB引擎**。

### MyISAM引擎
MyISAM在某些方面可以被视为与InnoDB“异化竞争”的引擎，通常情况下如果不适合使用InnoDB引擎，应该考虑MyISAM引擎。

**MyISAM的特点**
1. 提供全文索引
2. 不支持事务
3. 不支持行锁，使用表锁
4. 支持并发插入，即其他线程对表加了读锁，也可以向其中插入记录
5. 占用空间小
6. 支持数据压缩
7. 支持写入缓存，批量刷盘
8. 支持地理空间函数，支持地理空间搜索

MyISAM相对于InnoDB引擎具有优势的部分在于数据占用空间小，插入速度快、开销低，可以压缩数据。
但是这些优势却牺牲了许多目前大多数应用场景中必不可少的点，也就是InnoDB那些特点，所以**应该优先考虑InnoDB**。

## 参考资料
[第一章、MySQL架构及历史 - 简书](https://www.jianshu.com/p/1f17a496f14e)