三、mysql-万字长文读懂mysql

三、 Mysql

3.1 基础

3.1.1 mysql执行流程-组成架构

• Server 层负责建立连接、分析和执行 SQL。MySQL 大多数的核心功能模块都在这实现，主要包括连接器，查询缓存、解析器、预处理器、优化器、执行器等
• 存储引擎层负责数据的存储和提取。支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎，不同的存储引擎共用一个 Server 层。现在最常用的存储引擎是 InnoDB

执行一条 SQL 查询语句，期间发生了什么？

• 连接器：建立连接，管理连接、校验用户身份；
• 查询缓存：查询语句如果命中查询缓存则直接返回，否则继续往下执行。MySQL 8.0 已删除该模块；
• 解析 SQL，通过解析器对 SQL 查询语句进行词法分析、语法分析，然后构建语法树，方便后续模块读取表名、字段、语句类型；
• 执行 SQL：执行 SQL 共有三个阶段：
• 预处理阶段：检查表或字段是否存在；将 select * 中的 * 符号扩展为表上的所有列。
• 优化阶段：基于查询成本的考虑， 选择查询成本最小的执行计划；
• 执行阶段：根据执行计划执行 SQL 查询语句，从存储引擎读取记录，返回给客户端；
• 

3.2 索引

3.2.1 索引底层的数据结构与算法

分类

1. 按「数据结构」分类：B+tree索引、Hash索引、Full-text索引。
2. 按「物理存储」分类：聚簇索引（主键索引）、二级索引（辅助索引）。
3. 按「字段特性」分类：主键索引、唯一索引、普通索引、前缀索引。
4. 按「字段个数」分类：单列索引、联合索引。

在创建表时，InnoDB 存储引擎会根据不同的场景选择不同的列作为索引

• 如果有主键，默认会使用主键作为聚簇索引的索引键（key）；
• 如果没有主键，就选择第一个不包含 NULL 值的唯一列作为聚簇索引的索引键（key）；
• 在上面两个都没有的情况下，InnoDB 将自动生成一个隐式自增 id 列作为聚簇索引的索引键（key）；
  创建的主键索引和二级索引默认使用的是 B+Tree 索引

B+树结构

如下面表格

那么B+树是如何存储的？
B+树结构：B+Tree 是一种多叉树，叶子节点才存放数据，非叶子节点只存放索引，而且每个节点里的数据是按主键顺序存放的。每一层父节点的索引值都会出现在下层子节点的索引值中，因此在叶子节点中，包括了所有的索引值信息，并且每一个叶子节点都有两个指针，分别指向下一个叶子节点和上一个叶子节点，形成一个双向链表

通过主键查询的过程
select * from product where id= 5;

• 这条语句使用了主键索引查询 id 号为 5 的商品。查询过程是这样的，B+Tree 会自顶向下逐层进行查找：
  • 将 5 与根节点的索引数据 (1，10，20) 比较，5 在 1 和 10 之间，所以根据 B+Tree的搜索逻辑，找到第二层的索引数据 (1，4，7)
  • 在第二层的索引数据 (1，4，7)中进行查找，因为 5 在 4 和 7 之间，所以找到第三层的索引数据（4，5，6）；
  • 在叶子节点的索引数据（4，5，6）中进行查找，然后我们找到了索引值为 5 的行数据。
    数据库的索引和数据都是存储在硬盘的，我们可以把读取一个节点当作一次磁盘