高性能MySQL：第一章 MySQL架构与历史

最近在看电子版的高性能MySQL，于是将一些知识点记录下来，方便后面回顾。

MySQL最重要、最与众不同的特性是它的存储引擎架构，这种架构的设计将査询处理（Query Processing)及其他系统任务（Server Task)和数据的存储/提取相分离。

最上层的服务并不是MySQL所独有的，大多数基于网络的客户端/服务器的工具或者服务都有类似的架构。比如连接处理、授权认证、安全等等。
第二层架构是MySQL比较有意思的部分。大多数MySQL的核心服务功能都在这一层，包括査询解析、分析、优化、缓存以及所有的内置函数（例如，日期、时间、数学和加密函数），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现：存储过程、触发器、视图等。
第三层包含了存储引擎。存储引擎负责MySQL中数据的存储和提取。

对于SELECT语句，在解析査询之前，服务器会先检査査询缓存（Query Cache),如果能够在其中找到对应的査询，服务器就不必再执行査询解析、优化和执行的整个过程，而是直接返回査询缓存中的结果集。

在处理并发读或者写时，可以通过实现一个由两种类型的锁组成的锁系统来解决问题。这两种类型的锁通常被称为共享锁(shared lock)和排他锁(exclusive lock),也叫读锁(read lock)和写锁(write lock)
读锁是共享.或者说是相互不阻塞的。多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源,而互不干扰。写锁则是排他的,也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁，这是出于安全策略的考虑，只有这样，才能确保在给定的时间里，只有一个用户能执行写入，并防止其他用户读取正在写入的同一资源。
一种提高共享资源并发性的方式就是让锁定对象更有选择性。尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是所有的资源。更理想的方式是，只对会修改的数据片进行精确的锁定。任何时候，在给定的资源上，锁定的数据量越少，则系统的并发程度越高，只要相互之间不发生冲突即可。

所谓的锁策略，就是在锁的开销和数据的安全性之间寻求平衡，这种平衡当然也会影响到性能。大多数商业数据库系统没有提供更多的选择，一般都是在表上施加行级锁（row-level lock),并以各种复杂的方式来实现，以便在锁比较多的情况下尽可能地提供更好的性能。

表锁是MySQL中最基本的锁策略，井且是开销最小的策略„表锁非常类似于前文描述的邮箱加锁机制：它会锁定整张表。一个用户在对表进行写操作（插入、删除、更新等）前，需要先获得写锁，这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁时，其他读取的用户才能获得读锁，读锁之间是不相互阻塞的。
服务器会为诸如ALTER TABLE之类的语句使用表锁，而忽略存储引擎的锁机制。

行级锁可以最大程度地支持并发处理(同时也带来了最大的锁开销）。行级锁可以最大程度地支持并发处理(同时也带来了最大的锁开销）。

事务就是一组原子性的SQL査询，或者说一个独立的工作单元。事务内的语句，要么全部执行成功，要么全部执行失败。ACID表示原子性(atomicity)、一致性（consistency)、隔离性(isolation)和持久性（durability)。一个运行良好的事务处理系统，必须具备这些标准特征。
银行应用是解释事务必要性的一个经典例子。假设一个银行的数据库有两张表：支票(checking)表和储蓄（savings)表。现在要从用户Jane的支票账户转移200美元到她的储蓄账户，那么需要至少三个步骤：
1. 检査支票账户的余额高于200美元。
2. 从支票账户余额中减去200美元。
3. 在储蓄账户余额中增加200美元。
上述三个步骤的操作必须打包在一个事务中，任何一个步骤失败，则必须回滚所有的步骤。
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，整个事务中的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚，对于一个事务来说，不可能只执行其中的一部分操作，这就是事务的原子性。
一致性(consistency)
数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。在前面的例子中，一致性确保了，即使在执行第三、四条语句之间时系统崩溃，支票账户中也不会损失200美元，因为事务最终没有提交,所以事务中所做的修改也不会保存到数据库中。
隔离性(isolation)
通常来说，一个事务所做的修改在最终提交以前，对其他事务是不可见的。在前面的例子中，当执行完第三条语句、第四条语句还未开始时，此时有另外一个账户汇总程序开始运行，则其看到的支票账户的余额并没有被减去200美元。
持久性（durability)
一旦事务提交，则其所做的修改就会永久保存到救据庠中„此时即使系统崩溃,修改的数据也不会丢失。

死锁是指两个或者多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方占用的资源，从而导致恶性循环的现象。当多个事务试图以不同的顺序锁定资源时，就可能会产生死锁。多个事务同时锁定同一个资源时，也会产生死锁。InnoDB目前处理死锁的方法是，将持有最少行级排他锁的事务进行回滚(这是相对比较简单的死锁回滚算法）。

不同存储引擎的MVCC(多版本并发控制)实现是不同的，典型的有乐观(optimistic)并发控制和悲观(pessimistic)并发控制。

InnoDB是MySOL的默认事务型引擊,也是最重要、使用最广泛的存储引擎。它被设计用来处理大量的短期（short-lived)事务，短期事务大部分情况是正常提交的，很少会被回滚。
InnoDB是订单处理类应用的最佳选择。
下面的语句将mytable的引擎修改为InnoDB :
mysql> ALTER TABLE mytable ENGINE = InnoDB;