MySQL知识笔记整理

MySQL 相关知识笔记

1. MySQL 架构概述

MySQL 采用典型的客户端-服务器架构，主要分为以下几个层次：

• 连接管理与安全性：客户端请求通过连接层处理，进行身份验证和权限控制，决定是否允许访问数据库。
• SQL 解析与优化：查询语句经过解析器生成解析树，再由优化器决定最佳的执行计划。优化器会考虑索引、JOIN顺序等因素，以提高查询性能。
• 存储引擎：MySQL 提供了多种存储引擎（如 InnoDB、MyISAM 等），不同存储引擎具有不同的特性。InnoDB 是默认引擎，支持事务和外键。

2. MySQL 存储引擎

• InnoDB：

  • 支持事务、ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性和外键。
  • 采用 MVCC（多版本并发控制）以支持高并发性。
  • 使用聚簇索引，数据存储按照主键排序。

• MyISAM：

  • 不支持事务和外键，适合以读为主的应用场景。
  • 表级锁定，不适合高并发写入的场景。
  • 支持全文索引，适合全文搜索应用。

3. MySQL 索引类型

• B+树索引：

  • B+树索引是 MySQL 中使用最广泛的索引类型。它用于排序和范围查询，适合大部分场景。
  • 聚簇索引：InnoDB 的主键索引是聚簇索引，数据和索引一起存储。
  • 非聚簇索引：其叶子节点保存的是主键值而不是数据行。

• 哈希索引：

  • 仅适用于基于等值查询的场景，不支持范围查询。
  • Memory 存储引擎支持哈希索引，查询速度非常快。

• 全文索引：

  • 支持基于自然语言文本的搜索，适合搜索大量文本数据的场景。

4. MySQL 事务管理

MySQL 的事务由以下几个关键点构成：

• ACID 特性：事务必须具备原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

• 事务隔离级别：

  • READ UNCOMMITTED：最低隔离级别，允许读取未提交数据，可能导致脏读。
  • READ COMMITTED：防止脏读，但可能出现不可重复读。
  • REPEATABLE READ：InnoDB 的默认隔离级别，防止脏读和不可重复读，但可能会出现幻读。
  • SERIALIZABLE：最高隔离级别，防止所有并发问题，但性能最差。
• MVCC（多版本并发控制）：InnoDB 通过保存数据的多个版本来实现读写操作的并发控制。MVCC 主要通过回滚日志和事务版本号来实现。

5. MySQL 复制与高可用

MySQL 支持多种复制机制，用于高可用性和负载均衡：

• 主从复制：

  • 异步复制：主服务器将二进制日志（binlog）传输到从服务器，从服务器应用日志进行数据同步。
  • 半同步复制：主服务器在收到至少一个从服务器确认后才认为事务提交成功。

• GTID（全局事务标识符）复制：

  • GTID 使得复制更加可靠和便于管理。每个事务拥有唯一标识符，从服务器可以精确地跟踪主服务器上执行的事务。

• 高可用架构：

  • 通过 MySQL 复制和故障切换工具（如 MHA、Orchestrator），可以实现自动主从切换，提升数据库的高可用性。

6. MySQL 性能优化

• 查询优化：

  • 使用 EXPLAIN 语句查看查询执行计划，确定是否使用了合适的索引。
  • 尽量避免全表扫描，使用合适的索引提高查询效率。
  • 优化 JOIN 查询的顺序，减少临时表的使用。

• 索引优化：

  • 索引设计时要避免冗余索引，尽量使用复合索引。
  • 尽量减少使用函数或表达式对索引列的处理，否则会导致索引失效。

• 配置优化：

  • 调整 InnoDB 缓冲池大小（innodb_buffer_pool_size），确保足够的内存用于缓存数据和索引。
  • 合理设置连接数（max_connections），避免超出服务器硬件资源的承载能力。

• 分区表：

  • 对于超大表，可以通过表分区优化查询性能。常见的分区方式包括范围分区（RANGE）、列表分区（LIST）等。

7. 数据备份与恢复

MySQL 提供多种备份与恢复工具：

• 逻辑备份：

  • 使用 mysqldump 生成 SQL 脚本备份数据。适合小规模数据的备份。

• 物理备份：

  • 使用 xtrabackup 或 mysqlbackup 进行热备份，适合大规模数据的备份。

• 恢复：

  • 恢复数据时可以通过重放二进制日志进行增量恢复，保证数据一致性。### 总结