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MYSQL中怎么实现逻辑架构和并发控制

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Mysql 的逻辑架构图如下：
MYSQL中怎么实现逻辑架构和并发控制  
图片来源：极客时间  
 

  • Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，

    以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。

  1. 连接器
    连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。

  2. 查询缓存
    MySQL 拿到一个查询请求后，会先到查询缓存看看，之前是不是执行过这条语句。

    如果在缓存中，则直接返回结果。

    如果语句不在查询缓存中，就会继续后面的执行阶段，执行完成后，执行结果会被存入查询缓存中。

  3. 分析器
    分析器先会做“词法分析，语法分析”。

    你输入的是由多个字符串和空格组成的一条 SQL 语句，MySQL 需要识别出里面的字符串分别是什么，代表什么。

  4. 优化器
    优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引；

    或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。

  5. 执行器
    执行器开始执行语句，将结果集返回给客户端。

  • 存储引擎层负责数据的存储和提取。

    其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。

    现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。

并发控制

下来我们来看看Mysql在并发控制方面都有哪些特点。

  • 读写锁

  1. 读锁是共享的，多个客户端同一时间可以读同一个资源，互补干扰。

  2. 写锁是是排他的，也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁。

  • 锁粒度

  1. 表锁，锁定整张表，表锁是server层高的锁，该锁会忽略存储引擎的锁机制。

  2. 行级锁，锁定数据行，行级锁只在存储引擎层实现。

  • 事务ACID

  1. 原子性（atomicity）
    一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元，整个事务要么全部执行成功，要么全部失败回滚，不可能一部分成功，一部分失败，这就是原子性。

  2. 一致性（consistency）
    数据库总是从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态，例如，完整性约束了a+b=10，一个事务改变了a，那么b也应该随之改变。

  3. 隔离性（isolation）
    通常来说，一个事务所做的修改在最终提交以前，对其事务时不可见的。

  4. 持久性（durability）
    一旦事务提交，则其所做的修改就会永久的保存到数据库中。


锁粒度的升级和实现ACID特性都会增加系统的开销。

一个实现了ACID的数据库，相比没有实现ACID的数据库，通常会需要更强的cup处理能力，更大的内存，和更多的磁盘空间。

大家可以根据业务是否需要事务处理，来选择合适的存储引擎。

  • 隔离级别

  1. RED UNCOMMITTED（未提交读）
    在RED UNCOMMITTED级别，事务中的修改，即使没提交，对其他事务也是可见的。

    事务可以读取未提交的数据，这被称为“脏读”（Dirty Read），因为读取的很可能是中间过程的脏数据，而不是最终数据。

  2. RED COMMITTED（提交读）
    大多数数据库系统默认的隔离级别都是RED COMMITTED，但是MYSQL不是。

    RED COMMITTED说的是，一个事务只能读到其他事务已经提交的数据，所以叫提交读。

    这个事务级别也叫做不可重复读（nonrepeatableread），因为两次同样的查询，可能会得到不同的结果。

  3. REPEATABLE READ（可重复读）
    REPEATABLE READ解决了脏读的问题。

    该级别保证了在同一事务中多次读取同样的记录结果是一致的。

    但是无法解决幻读的问题，所谓幻读，指的是当某个事务再读取某个范围内的记录时，另外一个事务又在该范围内插入了新的记录，当之前的事务再次读取该范围内的记录时，发现多了一行，会产生幻行。

  4. SERIALIZABLE（可串行化）
    SERIALIZABLE是最高级别的隔离。

    它通过强制事务串行执行，避免了前面说的幻读的问题。

    简单来说，SERIALIZABLE会在读取的每一行数据上都加锁，所以可能导致大量的超时和锁争用的问题。

MYSQL中怎么实现逻辑架构和并发控制

Mysql的InnoDB存储引擎默认的隔离级别的是REPEATABLE READ（可重复读），并且通过间隙锁（next-key locking）策略防止幻读的出现。

间隙锁使得InnoDB不仅仅锁定查询涉及的行，还会对索引中的间隙进行锁定，以防止幻行的插入。

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