1、MySQL分层结构由哪些组成？

MySQL按照功能模块可以分为3层：连接层、服务层和存储引擎层。

连接层位于Server服务层的最外层，负责与客户端的直接交互，从功能上单独划分一层更合适。

不同的存储引擎在存储层有不同的实现，存储引擎层和存储层二者紧密相关，所以这里存储引擎层包含存储层。

2、连接层

连接层负责处理客户端与MySQL服务器之间的连接管理，包括连接管理、认证和授权。

连接管理： 当客户端连接到MySQL时，连接层会为每个连接分配一个线程。这个线程处理与该客户端的所有交互。

认证和授权： 通过用户名和密码验证客户端，并检查客户端的权限是否足够执行某些SQL操作。如果用户名或密码错误，会收到“Access denied for user”错误，客户端程序结束执行。如果验证通过，连接器会权限表查出用户名对应的权限，连接未断连之前，权限逻辑不会改变。

3、服务层

服务层主要包含MySQL的核心服务功能，如SQL解析、优化、执行，存储过程等。这个层次还包括内置的功能如视图、触发器和存储过程等。

3.1、查询缓存

查询缓存是 MySQL 的一个机制，缓存完整的查询结果。当一个相同的查询再次被提交时，如果缓存中有相应的结果，并且底层表的数据没有发生变化，就会直接返回缓存的结果，不需要再经过解析、优化和执行的过程。这样可以极大地提高查询效率，特别是在读取频繁且数据不经常变动的场景下。

缓存位置：查询缓存属于 MySQL Server 层的全局缓存，跟存储引擎无关，多个存储引擎共享同一个缓存。

缓存命中条件：

• 完整的 SQL 语句必须完全一致（包括大小写和空格），否则无法命中缓存。
• 查询涉及的表在缓存时间内不能发生更新、插入或删除等变更操作，否则缓存会失效。

MySQL 在 5.7 版本后，已经废弃了查询缓存，原因是它对并发查询场景下的性能提升有限，甚至在某些高并发场景下会产生负面影响，锁定了整个缓存，使其成为性能瓶颈。实际使用场景可以使用其他缓存机制（如Redis）加速查询性能。

3.2、SQL解析器

对SQL语句做解析

第一步：词法分析，识别关键字、表名等，

第二步：语法分析，根据语法规则，判断SQL语句是否满足MySQL语法。

第三步：语法正确情况下，生成语法树。

3.3、查询优化器

查询优化器负责决定SQL语句的执行计划。在执行之前，MySQL会根据可用的索引、表的统计信息、查询条件等进行优化。优化器的目标是找到执行代价最低的方案，例如选择合适的索引或表连接顺序。

查询重写：优化器有时会对查询进行重写，以简化查询或提高执行效率。

代价模型：优化器基于代价模型，估算不同执行计划的代价，并选择代价最低的执行计划。

3.3、查询执行器

执行之前先判断是否有权限，如果没有权限，返回没权限的错误；如果有权限，打开表继续执，根据表的引擎定义，使用引擎定义的接口。

4、存储引擎层

MySQL的存储引擎层是MySQL架构中最灵活的部分之一，不同的存储引擎负责数据的存储和提取。MySQL支持多种存储引擎，用户可以根据具体应用场景选择不同的存储引擎。

每个存储引擎都有自己的实现方式、数据结构和存储格式，但通过统一的API接口（称为存储引擎API）与上层进行交互。

常见的存储引擎包括：

• InnoDB：MySQL默认的事务型存储引擎，支持ACID事务特性，行级锁和外键约束，并且支持多版本并发控制（MVCC）。
• MyISAM：不支持事务和外键约束，适用于读多写少的应用场景，表级锁定。
• Memory：将数据存储在内存中，适用于需要高速访问但数据量较小的场景。
• NDB：分布式数据库引擎，主要用于高可用的集群环境。

5、总结

至此MySQL系列7篇已完结，前面六篇链接如下：

《Explain-MySQL分析和优化查询的核心工具》

《MySQL存储引擎InnoDB、索引和索引下推》

《MySQL事务原理和MVCC多版本并发控制》

《浅谈MySQL锁机制和锁优化小Tips》

《MySQL为什么会有redo log和binlog两份日志》

《MySQL其他四种日志：回滚、错误、通用查询和慢查询日志》

后续会继续分享JVM、Redis专题和其他Java系列的笔记，敬请关注。

6、我的公众号

敬请关注我的公众号：大象只为你，持续更新技术知识…