麻雀雖小，五臟俱全。MySQL 雖然以簡單著稱，但其內部結構并不簡單，本節主要介紹 MySQL 的整體架構組成。 學習 MySQL 就好比蓋房子，如果想把房子蓋的特別高，地基一定要穩，基礎一定要牢固。學習 MySQL 數據庫前要先了解它的內部結構，這是學好 MySQL 數據庫的前提。 MySQL 由連接池、SQL 接口、解析器、優化器、緩存、存儲引擎等組成，可以分為三層，即 MySQL Server 層、存儲引擎層和文件系統層。MySQL Server 層又包括連接層和 SQL 層。如下是官方文檔中 MySQL 的基礎架構圖：  MySQL基礎架構圖 上圖中，Connection pool? 為連接層，Management Services & Utilities ...Caches & Buffers 為 SQL 層，Pluggable Storage Engines 為存儲引擎層，File system、Files & Logs 為文件系統層。 Co?nnectors 不屬于以上任何一層，可以將 Co?nnectors 理解為各種客戶端、應用服務，主要指的是不同語言與 SQL 的交互。 #### 1\. 連接層 應用程序通過接口（如 ODBC、JDBC）來連接 MySQL，最先連接處理的是連接層。連接層包括通信協議、線程處理、用戶名密碼認證 3 部分。 * 通信協議負責檢測客戶端版本是否兼容 MySQL 服務端。 * 線程處理是指每一個連接請求都會分配一個對應的線程，相當于一條 SQL 對應一個線程，一個線程對應一個邏輯 CPU，在多個邏輯 CPU 之間進行切換。 * 密碼認證用來驗證用戶創建的賬號、密碼，以及 host 主機授權是否可以連接到 MySQL 服務器。 Connection Pool（連接池）屬于連接層。由于每次建立連接都需要消耗很多時間，連接池的作用就是將用戶連接、用戶名、密碼、權限校驗、線程處理等需要緩存的需求緩存下來，下次可以直接用已經建立好的連接，提升服務器性能。 #### 2\. SQL層 SQL 層是 MySQL 的核心，MySQL 的核心服務都是在這層實現的。主要包含權限判斷、查詢緩存、解析器、預處理、查詢優化器、緩存和執行計劃。 * 權限判斷可以審核用戶有沒有訪問某個庫、某個表，或者表里某行數據的權限。 * 查詢緩存通過 Query Cache 進行操作，如果數據在 Query Cache 中，則直接返回結果給客戶端，不必再進行查詢解析、優化和執行等過程。 * 查詢解析器針對 SQL 語句進行解析，判斷語法是否正確。 * 預處理器對解析器無法解析的語義進行處理。 * 查詢優化器對 SQL 進行改寫和相應的優化，并生成最優的執行計劃，就可以調用程序的 API 接口，通過存儲引擎層訪問數據。 Management Services & Utilities、SQL Interface、Parser、Optimizer 和?Caches & Buffers?屬于 SQL 層，詳細說明如下表所示。 | 名稱 | 說明 | | --- | --- | | Management Services & Utilities? | MySQL 的系統管理和控制工具，包括備份恢復、MySQL 復制、集群等。 | | SQL Interface（SQL 接口） | 用來接收用戶的 SQL 命令，返回用戶需要查詢的結果。例如 SELECT FROM 就是調用 SQL Interface。 | | Parser（查詢解析器） | 在 SQL 命令傳遞到解析器的時候會被解析器驗證和解析，以便 MySQL 優化器可以識別的數據結構或返回 SQL 語句的錯誤。 | | Optimizer（查詢優化器） | SQL 語句在查詢之前會使用查詢優化器對查詢進行優化，同時驗證用戶是否有權限進行查詢，緩存中是否有可用的最新數據。它使用“選取-投影-連接”策略進行查詢。 例如?`SELECT id, name FROM student WHERE gender = "女";`語句中，SELECT 查詢先根據 WHERE 語句進行選取，而不是將表全部查詢出來以后再進行 gender 過濾。SELECT 查詢先根據 id 和 name 進行屬性投影，而不是將屬性全部取出以后再進行過濾，將這兩個查詢條件連接起來生成最終查詢結果。 | | Caches & Buffers（查詢緩存） | 如果查詢緩存有命中的查詢結果，查詢語句就可以直接去查詢緩存中取數據。這個緩存機制是由一系列小緩存組成的，比如表緩存、記錄緩存、key 緩存、權限緩存等。 | #### 3\. 存儲引擎層 Pluggable Storage Engines 屬于存儲引擎層。存儲引擎層是 MySQL 數據庫區別于其他數據庫最核心的一點，也是 MySQL 最具特色的一個地方。主要負責 MySQL 中數據的存儲和提取。 因為在關系數據庫中，數據的存儲是以表的形式存儲的，所以存儲引擎也可以稱為表類型（即存儲和操作此表的類型）。 #### 4\. 文件系統層 文件系統層主要是將數據庫的數據存儲在操作系統的文件系統之上，并完成與存儲引擎的交互。 說明：學習閱讀完本節內容，了解 MySQL 體系結構即可，教程后面會詳細介紹每個模塊。