在对于MySQL的优化，网上有很多小技巧，比如加索引。不过前几天在极客时间上买了门《MySQL实战45讲》。这篇文章主要是在学习过程中关于MySQL原理的一些笔记。
在学习如何优化的过程中，最好对于MySQL查询的过程有一定的理解，这样有利于如何进行优化。下面这张图片是MySQL的逻辑框架：
MySQL从图中可以看出，一般分为三部分：客户端、核心服务、存储引擎。客户端这个就不说了，主要是Java这些客户端；而关于存储引擎的，在之前整理的一篇文章有简绍——MySQL的存储引擎 —— InnoDB和MyIsAM。所以今天主要是讲解下关于核心服务。
MySQL优化原理
MySQL查询过程
mysql> select * from T where ID=10；
当我们输入上面这一条SQL查询语句的时候，发生了什么？
这里面主要涉及的是核心服务中的模块：连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
连接器
连接器主要的功能是跟客户端建立连接，获取权限，维持和管理连接。一般的命令：
mysql -h$ip -P$port -u$user -p
查询缓存
当MySQL获取到一个查询SQL的时候，会查看缓存，判断这条SQL是否已经执行过了。之前的执行结果会已key-value保存，key是查询SQL，value是查询结果。
之前看网上说，在MySQL8里面，已经去掉了缓存模块。从这里可以看出，在工作中，不建议使用MySQL的缓存。主要是当一个表更新数据的时候，这张表的缓存数据都会被清空，所以缓存适合哪种表内数据变化不大的表。
分析器
如果上面没有命中缓存，就开始真正的执行SQL了。在这一步，MySQL对SQL语句进行解析，并生成一颗对应的解析树。这个过程解析器主要通过语法规则来验证和解析。比如SQL中是否使用了错误的关键字或者关键字的顺序是否正确等等。
Unknown column ‘k’ in ‘where clause 这种错误也是在这一层中出现的。
优化器
这一步需要对解析后的SQL进行优化，比如使用什么索引；或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。
执行器
这一步主要先获取是否对该表有权限操作，然后就是从存储引擎中获取数据。
更新语句
更新SQL执行和上面的过程大致相同。分析器会通过词法和语法解析知道这是一条更新语句。优化器决定要使用 ID 这个索引。然后，执行器负责具体执行，找到这一行，然后更新。
更新模块主要在涉及了两个日志模块：redo log（重做日志） 和 binlog（归档日志）。
redo log
当有一条记录需要更新的时候，InnoDB 引擎就会先把记录写到 redo log 里面，并更新内存，这个时候更新就算完成了。同时，InnoDB 引擎会在适当的时候，将这个操作记录更新到磁盘里面，而这个更新往往是在系统比较空闲的时候做。
在InnoDB中，redo log 日志是固定大小的，比如分配4个文件，每个文件1G，这样就有4G。在写的时候，就会从头开始写，写到末尾又从新开始循环写。
有了 redo log，InnoDB 就可以保证即使数据库发生异常重启，之前提交的记录都不会丢失，这个能力称为 crash-safe。
binlog
redo log 是位于InnoDB存储引擎中的，而binlog 则是位于server层的。
区别
redo log是 InnoDB 引擎特有的；binlog是 MySQL 的 Server层实现的，所有引擎都可
以使用。redo log是物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”；binlog是逻辑日志，记录的是这个语句的原始逻辑，比如“给=2这一行的c字段加1”。redo log是循环写的，空间固定会用完；binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指binlog文件写到一定大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志
UPDATE 语句更新流程
- 执行器先找引擎取 ID=2 这一行。ID 是主键，引擎直接用树搜索找到这一行。如果 ID=2 这一行所在的数据页本来就在内存中，就直接返回给执行器；否则，需要先从磁盘读入内存，然后再返回。
- 执行器拿到引擎给的行数据，把这个值加上 1，比如原来是 N，现在就是 N+1，得到新的一行数据，再调用引擎接口写入这行新数据。
- 引擎将这行新数据更新到内存中，同时将这个更新操作记录到 redo log 里面，此时 redo log 处于 prepare 状态。然后告知执行器执行完成了，随时可以提交事务。
- 执行器生成这个操作的 binlog，并把 binlog 写入磁盘。
- 执行器调用引擎的提交事务接口，引擎把刚刚写入的 redo log 改成提交（commit）状态，更新完成。
两阶段提交
为了保证两份日志中的逻辑的完整性和正确性，MySQL使用的是两阶段提交来保证数据的完整性。
Reference
- 《高性能MySQL》
- 极客时间《MySQL实战45讲》
- 我必须得告诉大家的MySQL优化原理
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