MySQL总结

通过以上几篇文章分别介绍了 MySQL 的文件系统、索引、锁、事务等功能点，这篇文章将对这些知识点进行汇总，描述出 MySQL 大概的架构。

1. 文件数据

MySQL 在文件数据上可以划分为 MySQL 系统数据 和 存储引擎数据。

• 文件数据
  • 系统文件
    • 参数文件
      • 参数文件指的是系统运行时的参数，主要分为 ‘静态参数’ 和 ‘动态参数’。
    • 日志文件
      • 系统错误日志文件
      • 二进制日志 (binlog)
        • binlog 目前有三种记录格式，分别是 STATEMENT、ROW 和 MIXED。其中，ROW 和 STATEMENT 格式不兼容，因为 binlog 是在事务提交时写入。
      • 慢查询日志
      • 查询日志
    • 套接字文件
      • 套接字文件是 UNIX 下使用套接字链接方式打开的 socket 文件。
    • pid 文件
    • 表结构文件
      • 定义表结构的文件，每个表都有一个 frm 的表结构文件。
  • InnoDB 存储引擎文件
    • 表空间文件
      • 实际存储数据的文件，名称为 ibdata1 的文件作为共享表空间文件，MySQL 也支持为每个表单独设置表空间文件，后缀名为 .ibd。
    • redo log
      • redoLog 又称为重做日志，文件名称为 ib_logfile0/ib_logfile1。

2. 索引系统

MySQL 的索引系统主要是由于 B+ 树索引作为底层数据结构，也有采用 Hash 自适应索引场景。

• 索引
  • 分类
    • B+Tree 索引
      • B+ 树索引作为 MySQL 底层数据结构的好处在于 B+ 树平衡且层级不高，并且叶子节点可以作为聚集索引。
    • 全文索引
      • MySQL 的全文索引也是采用倒排算法，通过关键字来进行文档映射，现实工作中未涉及到，因此未详细研究。
    • Hash 索引
      • InnoDB 只支持自适应的 Hash 索引，不能显式地创建，并且要满足 Hash 索引自动创建的条件（等值查询、命中范围、查询频率）。

3. 锁

• 锁
  • 锁分类
    • 行级锁
      • 共享锁 (S 锁)
        • 共享锁允许事务同时读取同一行数据。
      • 排他锁 (X 锁)
        • 排他锁是独占锁，不允许其他事务读取或操作数据。
    • 表锁
      • 意向共享锁 (IS 锁)
        • 意向共享锁是表维度的锁，在事务尝试读取表中某行数据时自动加上，同理意向排他锁也是这个逻辑。设计意向锁的主要目的是在于，当事务想要获取到表锁时，可以直接通过是否能获取到意向锁来判断，相当于一个表级别的锁标志。
      • 意向排他锁 (IX 锁)
    • 锁算法
      • 行锁
        • 行锁的作用范围是对数据的某一行进行操作。
      • 间隙锁
        • 间隙锁是对数据间隙进行上锁，这样可以防止数据出现幻读的情况。
      • Next-Key Lock
        • 行锁 + 间隙锁就是 Next-Key Lock。
      • 锁降级
        • 当确定可以使用行锁时，Next-Key Lock 会降级成行锁。

4. 事务

• 事务
  • 事务的隔离级别
    • 串行化 (Serializable)
    • 读未提交 (Read Uncommitted)
    • 读已提交 (Read Committed)
    • 可重复读 (Repeatable Read)
  • 串行化
    • 串行化指的是事务按照串行化执行的结果执行，InnoDB 的串行化是通过增加读锁的方式来实现的。
  • 读未提交
    • 读未提交指的是当前事务可以读取到其他事务尚未提交的数据，底层实现是当前事务直接返回记录上的最新值。
  • 读已提交
    • 读已提交指的是事务中的 SQL 在执行时会去读取最后一次提交的数据信息。
  • 可重复读
    • 可重复读指的是事务开始时会分配一个全局唯一且自增的事务 ID，并且可重复读只能读取到小于等于该事务 ID 的数据。快照数据是通过 UNDO LOG 实现的。

总结

本文对 MySQL 的关键组成部分进行了总结，包括文件数据管理、索引系统的实现、锁机制以及事务处理。通过对这些知识点的梳理，可以帮助读者更好地理解 MySQL 的整体架构和工作原理。