新手入门Mysql--概念

1. 是什么？

MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统，在 WEB 应用方面 MySQL 是最好的 RDBMS(Relational Database Management System：关系数据库管理系统)应用软件之一。

1.1 RDBMS

RDBMS 即关系数据库管理系统(Relational Database Management System)的特点：

1.数据以表格的形式出现

2.每行为各种记录名称

3.每列为记录名称所对应的数据域

4.许多的行和列组成一张表单

5.若干的表单组成database

1.2 MySQL数据库

MySQL 是一个关系型数据库管理系统，由瑞典 MySQL AB 公司开发，目前属于 Oracle 公司。MySQL 是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。

• MySQL 是开源的，目前隶属于 Oracle 旗下产品。
• MySQL 支持大型的数据库。可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
• MySQL 使用标准的 SQL 数据语言形式。
• MySQL 可以运行于多个系统上，并且支持多种语言。这些编程语言包括 C、C++、Python、Java、 Perl、PHP、Eiffel、Ruby 和 Tcl 等。
• MySQL 对PHP有很好的支持，PHP 是目前最流行的 Web 开发语言。
• MySQL 支持大型数据库，支持 5000 万条记录的数据仓库，32 位系统表文件最大可支持 4GB，64 位系统支持最大的表文件为8TB。
• MySQL 是可以定制的，采用了 GPL 协议，你可以修改源码来开发自己的 MySQL 系统。

2. 工作机制

2.1 整体架构图（C/S架构）

• Client :

提供连接MySQL服务器功能的常用工具集

• Server :

MySQL实例，真正提供数据存储和数据处理功能的MySQL服务器进程

• mysqld:

MySQL服务器守护程序，在后台运行。它管理着客户端请求。mysqld是一个多线程的进程，允许多个会话连接，端口监听连接，管理MySQL实例

• MySQL memory allocation:

MySQL的要求的内存空间是动态的，比如 innodb_buffer_pool_size (from 5.7.5), key_buffer_size。每个会话都有独一无二的执行计划，我们只能共享同一会话域内的数据集。

• SESSION

为每个客户端连接分配一个会话，动态分配和回收。用于查询处理，每个会话同时具备一个缓冲区。每个会话是作为一个线程执行的

• Parser

检测SQL语句语法，为每条SQL语句生成SQL_ID，用户认证也发生在这个阶段

• Optimizer

创造一个有效率的执行计划（根据具体的存储引擎）。它将会重写查询语句。比如：InnoDB有共享缓冲区，所以，优化器会首先从预先缓存的数据中提取。使用 table statistics optimizer将会为SQL查询生成一个执行计划。用户权限检查也发生在这个阶段。

• Metadata cache

缓存对象元信息和统计信息

• Query cache

共享在内存中的完全一样的查询语句。如果完全相同的查询在缓存命中，MySQL服务器会直接从缓存中去检索结果。缓存是会话间共享的，所以为一个客户生成的结果集也能为另一个客户所用。查询缓存基于SQL_ID。将SELECT语句写入视图就是查询缓存最好的例子。

• key cache

缓存表索引。MySQL keys是索引。如果索引数据量小，它将缓存索引结构和叶子节点（存储索引数据）。如果索引很大，它只会缓存索引结构，通常供MyISAM存储引擎使用

2.2 网络协议

2.2.1 通信协议

到MySQL5.7为止，总共有五种，分别是TCP/IP，TLS/SSL，Unix Sockets，Shared Memory，Named pipes，下面我们就来看看这五种的区别：

2.2.2 报文格式

协议头：

每个协议头共4个字节

- 包数据长度:

前三个字节表示数据部分的长度（不包括协议头），三字节能表示的最大长度是16M-1（2^24 - 1），如果要发送的数据部分大于这个长度，要进行拆包，每16M-1个长度为一包。接收端在接受数据的时候，如果检测到包的长度是16M-1，说明后续还有数据部分，直到接收到<16M-1长度的数据包结束。这意味着最后一包的数据长度可能为0.

序号:

1个字节，从0开始递增。当发送一个新的sql、数据库重连，该值清0（函数sql/Net_serv.cc : net_clear).

数据类型：

除了固定长度的整型或者字符串之外，还有其他几种类型的数据。（固定长度字段数据的存取：include/Mybyte_order.h ： 存值 intstore 取值：intkorr 多字节的处理按照小端优先的方式）

     1. 可变长度的整数   
        对该类数据的存取在函数：sql-common/Pack.c: 存整数： net_store_length     读整数：net_field_length
        如果数值<251,直接用一个字节存储这个值。
       如果251<=数值<2^16, 采用3个字节存储，第一个字节是252， 另外2个字节存储整数内容
       如果2^16<=数值<2^24，采用4字节存储，第一个字节是252，另外3个字节存储整数内容
       如果2^24<=数值<2^64，采用9字节存储，第一个字节255，另外8字节存储整数内容
       如果第一个字节为251，表示该整数字段为null
       如果第一个字节为255，表示该字节是ERR包的第一个字节
   2. 可编码长度的字符串
           字符串的长度采用可变长度的整数进行编码。