京东一面： MySQL写入一条数据的流程是怎样的？-51CTO.COM

1. MySQL 基本架构

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总体来说，MySQL大体分为两部分，分别是Server 层和存储引擎层。

Server 层

它包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等。比如存储过程，触发器，视图都是在这一层实现的。

连接器Connection Manager）：负责处理客户端与服务器之间的连接。它接受来自客户端的请求，并进行身份验证和权限检查，建立和管理连接。
查询缓存（Query Cache）：在旧版 MySQL 中有，但在较新的版本中已不推荐使用。它能够缓存查询和对应的结果，以提高查询性能。然而，在高并发和大型数据库中，它反而可能成为性能瓶颈，因为它在某些情况下会引起锁和不必要的开销。
分析器（Parser）：负责分析 SQL 查询语句，验证其语法和语义，确保查询的正确性。它将 SQL 语句转换成内部数据结构供优化器和执行器使用。
优化器（Optimizer）：接收来自分析器的查询请求，并决定如何最有效地执行查询。优化器的目标是找到最佳的执行路径，选择合适的索引、连接顺序和访问方法，以提高查询性能。
执行器（Executor）：负责执行优化器生成的执行计划，获取存储引擎返回的数据，并处理客户端请求。它与存储引擎交互，执行查询并返回结果给用户。
存储引擎层: 它负责数据的存储和提取。Mysql支持InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。我们日常开发中，一般用的存储引擎就是InnoDB。从 MySQL 5.5 版本开始，InnoDB 就成为了默认的存储引擎。

介绍完MySQL基本架构，带大家看一下，每个组件，一条写入SQL,它主要做什么事~~

2.连接器

我们要执行写入SQL，一般在MySQL客户端, 需要输入连接命令，连接到MySQL服务端。在MySQL服务端，就是连接器负责跟你的客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。

连接命令如下：

mysql -h(ip地址) -P(端口) -u(用户名) -p

输入完连接命令之后，我们接着输入正确的密码，经过经典的TCP握手之后，就可以成功连接到MySQL服务器啦，如下：

C:\MySQL\MySQL Server 8.0\bin>mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p
Enter password: ******
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 50
Server version: 8.0.31 MySQL Community Server - GPL

Copyright (c) 2000, 2022, Oracle and/or its affiliates.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

如果输入密码错误，则会收到一个 Access denied的错误信息，如下：

C:\Program Files\MySQL\MySQL Server 8.0\bin>mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p  
Enter password: *****  
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: YES)

连接成功之后，大家就可以直接输入写入SQL，就可以看到结果啦。

mysql> insert into user_score_tab(user_id,score) values(888,10);
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

3. 查询缓存（Query Cache）

在5.6 及更早的MySQL版本中，连接成功后，会提供查询缓存，来优化查询SQL。如果你查询的表进行更新、插入的时候，会清空缓存的。因此，当你执行写入SQL，会清空缓存。

其实，MySQL比较新的版本，如8.0 已经彻底废弃了查询缓存。因为在高并发和大型数据库环境下，查询缓存可能导致性能问题，并且在实际测试中发现，禁用查询缓存可能会提高整体性能和可伸缩性。

4. 分析器

你扔个写入SQL给MySQL服务器，它肯定需要先解析，才知道这个SQL是做什么的，对吧。

它会派出分析器，先做词法分析。你提交过来的写入SQL是由很多个字符串和空格组成的，MySQL会先解析出这些字符串表示什么意思。比如这个插入SQL:

insert into user_score_tab(user_id,score) values(888,10);

它会把关键字insert into解析出来，然后把user_score_tab解析成表，user_id、score解析成列名。做完词法分析之后，开始做语法分析。语法分析主要就是判断，你的SQL是否满足MYSQL的语法。

如果你的SQL写错了，语法分析就会报错误提示：ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax;

mysql> inser into user_score_tab(user_id,score) value(888,10);
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'inser into user_score_tab(user_id,score) value(888,10)' at line 1

平时大家看到这个错误的时候，只需要，关注关键词 syntax to use near 就可以快速知道哪里写错啦。比如这个例子，就是我的insert写错了，少了t。

做完词法分析和语法分析解析，就知道这是一条插入SQL。

5. 优化器

对于简单的插入SQL语句，优化器并不会执行复杂的查询计划生成工作。

优化器会处理索引的选择与维护，但并不涉及复杂的查询优化。如果表中存在主键或索引，优化器会确保索引的更新以保证数据一致性，并在插入数据时检查约束条件。

INSERT语句也会生成执行计划，它详细描述了数据库如何访问数据、使用哪些索引、以及数据的处理顺序等

6. 执行器

执行器负责执行具体的 SQL 操作，是数据库系统的核心执行模块。对于INSERT语句，执行器会负责实际的数据写入过程。

确定插入位置：根据优化器的执行计划，执行器会决定将数据插入表的具体位置，比如根据主键或唯一索引找到插入点。
加载数据页：如果要插入的数据页在内存（Buffer Pool）中，则直接使用；如果不在内存中，则需要从磁盘加载对应的数据页到内存。
更新索引：如果表中有索引（如主键、唯一索引或其他索引），执行器也会相应更新这些索引。

7. Buffer Pool

Buffer Pool 是 MySQL InnoDB 存储引擎中的一块内存区域，专门用来缓存数据库表的数据页、索引页等内容。它的主要目的是提高数据读写性能，减少磁盘 I/O 操作.

数据写入内存中的数据页：执行器将新数据插入到Buffer Pool中的相应数据页。这是一个内存操作，而不是直接修改磁盘上的文件。

8. undo log

生成 Undo Log 在真正插入数据之前，InnoDB 会生成 undo log。对于插入操作，undo log 记录的是如何删除当前插入的记录（这用于事务回滚时撤销插入操作）。为什么生成 undo log？

在事务回滚时，MySQL 需要撤销未提交的操作。通过 undo log，MySQL 能够删除已经插入但未提交的记录，确保事务的原子性。

9. Redo Log

执行器在插入数据后，立即将这个操作记录在 redo log 中。

写入 redo log：为了确保数据的可靠性，MySQL采用了预写日志（Write-Ahead Logging, WAL）机制。在数据真正写入磁盘前，首先会将这个操作记录在redo log中。

过程是怎样的呢？

MySQL首先将操作写入redo log，并标记为预提交（prepare）状态。这意味着如果崩溃，MySQL可以通过redo log将操作重做，从而恢复数据。

10. 写入 Binlog

写入 binlog：在写入 redo log 的同时，MySQL还会将这次操作写入binlog，用于数据库复制和灾难恢复。

binlog是 MySQL 的逻辑日志，记录了SQL操作细节，比如（INSERT INTO）。不同于redo log的物理日志。

11. 事务提交（两阶段提交）

在两阶段提交机制下，MySQL会在事务提交时更新 redo log 为commit状态。

为什么需要两阶段提交？

确保 binlog 和 redo log 的一致性。如果系统崩溃，MySQL可以通过 redo log 重做操作，并通过 binlog 进行恢复。

12. 数据刷入磁盘

执行器不会立即将内存中的脏页同步到磁盘。后台线程会根据一定的策略（如定时刷新等），异步地将 Buffer Pool 中的脏页刷到磁盘上的表空间文件中。- 这样可以避免频繁的磁盘 I/O 提高性能。