高性能MySQL - MySQL架构与历史

2016/3/21 posted in  数据库

连接管理与安全性

每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程,这个连接的查询只会在这个单独的线程中执行,该线程只能轮流在某个CPU核心或者CPU中运行。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魂线程。

优化与执行

MySQL会解析查询,并 创建内部数据结构(解析树),然后对其进行各种优化,包括重写查询、决定表的读取顺序,以及选择合适的索引等。用户可以通过特殊的关键字提示优化器,影响它的决策过程。也可以请求优化器解释优化过程的各个因素,使用户可以知道服务器是如何进行优化决策的,并提供一个参考基准,便于用户重构查询和schema、修改相关配置。

对于SELECT语句,在解析查询之前,服务器会先检查查询缓存(Query Cache),如果能够在其中找到对应的查询,服务器就不必再执行查询解析、优化和执行的整个过程,而是直接返回查询缓存中的结果集。

读写锁

读锁是共享的,或者说是相互不阻塞的。多个客户在同一时刻可以同时读取统一资源,而互不干扰。

写锁是排他的,也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁。

锁粒度

一种提高共享资源并发性的方式就是让锁定对象更有选择性。尽量只锁定需要修改的部分数据,而不是所有的资源。更理想的方式是,只对会修改的数据片进行精确的锁定。任何时候,在给定的资源上,锁定的数据量越少,则系统的并发程度越高,只要相互之间不发生冲突即可。

表锁

MySQL最基本的锁策略,并且是开销最小的策略。

一个用户在对表进行写操作(插入、删除、更新等)前,需要先获得写锁,这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁时,其他读取的用户才能获得读锁,读锁之间是不相互阻塞的。

行级锁

最大程度地支持并发处理,同时也带来了最大的锁开销。

死锁

InnoDB目前处理死锁的方法是,将持有最少行级排他锁的事务进行回滚。

死锁发生以后,只有部分或者完全回滚其中一个事务。

事务日志

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,再把该修改行为记录到持久在硬盘上的事务日志中,而不用每次都将修改的数据本身持久到硬盘。

事务日志采用的是追加的方式,因此写日志的操作是磁盘上的一小块区域内的顺序I/O,而不像随机I/O需要在磁盘的多个地方移动磁头,所以采用事务日志的方法相对来说要快得多。

事务日志持久以后,内存中被修改的数据在后台可以慢慢地刷回到硬盘。

如果数据的修改已经记录到事务日志并持久化,但数据本身还没有写回磁盘,此时系统崩溃,存储引擎在重启时能够自动恢复这部分修改的数据。

MySQL的事务

MySQL默认采用自动提交模式。

隐式和显式锁定

InnoDB采用的是两阶段锁定协议(two-phase locking protocol)。在事务执行过程中,随时都可以执行锁定,锁只有在执行COMMIT或者ROLLBACK的时候才会释放,并且所有的锁是在同一时刻被释放。

多版本并发控制

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时间,一个保存行的过期时间(或删除时间)。当然存储的并不是实际的时间值,而是系统版本号。每开始一个新的事务,系统版本号都会自动递增。事务开始时刻的系统版本号会作为事务的版本号,用来和查询到的每行记录的版本号进行比较。

MVCC只在REPEATABLE READ和READ COMMITTED两个隔离级别下工作。其他两个隔离级别都和MVCC不兼容。