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2024-07-12
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As etapas para a camada Servidor executar SQL em sequência são:
Solicitação do cliente -> Conector (verificar a identidade do usuário e conceder permissões) Consultar cache (retornar diretamente se o cache existir, executar operações subsequentes se não) Analisador (realizar análise lexical e análise de sintaxe de SQL) Otimizador (executar principalmente o método de otimização de SQL de execução para selecionar o plano de execução ideal) Executor (ao executar, primeiro verificará se o usuário tem permissão de execução e, em seguida, usará a interface fornecida por este mecanismo) -> Vá para a camada do mecanismo para obter retorno de dados (se o cache de consulta estiver ativado, armazenará em cache os resultados da consulta)
Buffer Pool é uma parte importante do mecanismo de armazenamento InnoDB no banco de dados MySQL. Ele é usado principalmente para armazenar dados de tabela e indexar dados para reduzir as operações de E/S de disco e melhorar a eficiência do processamento do banco de dados. A seguir está uma análise detalhada do Buffer Pool:
definição: Buffer Pool é uma área de memória no mecanismo de armazenamento InnoDB, usada para armazenar páginas de dados e páginas de índice no disco para reduzir o acesso direto ao disco.
efeito: Melhore a velocidade de acesso aos dados e reduza os custos de E/S de disco por meio do mecanismo de cache.
composição : Buffer Pool consiste em páginas de dados em cache (Página) e blocos de controle correspondentes. O bloco de controle armazena as informações de metadados da página de cache, como o espaço de tabela ao qual ela pertence, o número da página de dados, o endereço da página de cache no Buffer Pool, etc.
tamanho padrão: O tamanho padrão do Buffer Pool no MySQL é geralmente 128 MB (mas observe que versões diferentes do MySQL ou configurações diferentes podem fazer com que o tamanho padrão seja diferente).
Parâmetros de configuração:passarinnodb_buffer_pool_sizeOs parâmetros podem configurar o tamanho do Buffer Pool. Geralmente é recomendado configurá-lo para 60%-80% da memória do sistema.
alocação de memória: Buffer Pool é um espaço de memória contínuo. Quando o MySQL é executado por um período de tempo, haverá páginas de cache livres e páginas de cache usadas neste espaço de memória.
tipo
: As páginas de dados no Buffer Pool podem ser divididas em três tipos de acordo com seu status: Página Livre, Página Limpa e Página Suja.
Páginas gratuitas: páginas de cache que não são utilizadas.
Página limpa: uma página de cache que foi usada, mas os dados não foram modificados.
Página suja: uma página de cache que foi usada e os dados foram modificados e seus dados são inconsistentes com os dados no disco.
gerenciar
: InnoDB gerencia essas páginas de cache por meio de três estruturas de lista vinculada:
Lista vinculada gratuita: gerencia páginas gratuitas e registra as informações do bloco de controle das páginas de cache gratuitas.
Lista vinculada LRU: gerencia páginas limpas e páginas sujas, usa um algoritmo LRU aprimorado e é dividida em áreas novas e áreas antigas para otimizar a taxa de acertos do cache.
Liberar lista vinculada: gerencia páginas sujas que precisam ser liberadas para o disco, classificadas por hora de modificação.
Acesso de dados : Quando uma página de dados precisa ser acessada, o InnoDB primeiro verificará se a página já está no Buffer Pool. Se já existir, a página é usada diretamente; caso não exista, a página é lida do disco para o Buffer Pool e a lista vinculada correspondente é atualizada.
Atualização de dados: quando uma página de dados é modificada, a página será marcada como uma página suja e poderá ser adicionada à lista vinculada de liberação para aguardar que o thread em segundo plano a libere no disco.
despejo de cache: Quando o espaço do Buffer Pool for insuficiente, a página de cache usada menos recentemente será eliminada de acordo com o algoritmo LRU.
Defina o tamanho adequadamente: Configurações razoáveis com base na memória do sistema e nas condições de carga do banco de dadosinnodb_buffer_pool_sizeparâmetro.
Monitore e ajuste: Monitore regularmente os indicadores de uso e desempenho do Buffer Pool e faça ajustes conforme necessário.
Evite varredura completa da tabela: a verificação completa da tabela fará com que um grande número de páginas de dados sejam carregadas no buffer pool, reduzindo a taxa de acertos do cache.
Resumindo, Buffer Pool é um dos principais componentes do mecanismo de armazenamento InnoDB no banco de dados MySQL. Por meio de configuração e gerenciamento razoáveis, o desempenho e a eficiência do banco de dados podem ser significativamente melhorados.
O processo MySQL envolve múltiplos links, desde a conexão entre o cliente e o servidor MySQL, até a execução, otimização, leitura de dados e retorno de resultados de instruções SQL. A seguir está uma visão geral detalhada do processo MySQL:
Conector (Gerenciador de Conexões):
Quando um cliente (como um aplicativo ou ferramenta de linha de comando) solicita uma conexão com um servidor MySQL, o conector do MySQL é responsável por lidar com essas solicitações de conexão.
O conector verifica a identidade e as permissões do cliente, o que normalmente inclui a verificação de que o nome de usuário e a senha correspondem.
Se a verificação for bem-sucedida, o conector alocará um thread (ou sessão) ao cliente para operações SQL subsequentes.
Query Cache (Query Cache, nota: Este módulo foi removido no MySQL 8.0):
Para consultas SELECT, o MySQL primeiro verifica se a mesma consulta e seus resultados existem no cache de consultas.
Se presente, o MySQL retornará diretamente os resultados no cache, evitando assim realizar a operação de consulta real.
No entanto, como o cache de consulta pode causar inconsistência de dados (por exemplo, os dados armazenados em cache podem ter sido modificados por outras transações), a função de cache de consulta foi removida no MySQL 8.0.
Analisador:
A instrução SQL enviada pelo cliente é enviada primeiro ao analisador.
A tarefa do analisador é analisar a instrução SQL, verificar se sua sintaxe está correta e convertê-la em uma estrutura de dados interna (como uma árvore de análise ou árvore de sintaxe).
Se houver um erro de sintaxe na instrução SQL, o analisador retornará informações de erro ao cliente.
Pré-processador:
Em algumas versões do MySQL ou em alguns cenários específicos, pode haver um estágio de pré-processador.
O pré-processador é o principal responsável pelo processamento adicional de instruções SQL, como verificar se a tabela ou campo existe, expandir * na instrução SELECT para todas as colunas da tabela, etc.
Otimizador:
O otimizador é responsável por avaliar diferentes planos de execução para instruções SQL e selecionar o plano de execução ideal.
O otimizador considera vários fatores, como índices disponíveis, eficiência do método de junção, custo da consulta, etc.
O otimizador pode melhorar significativamente o desempenho da consulta por meio de operações como uso de índices, reordenação de consultas ou mesclagem de consultas.
Executor:
O executor executa as operações de consulta reais com base no plano de execução gerado pelo otimizador.
O executor chamará a interface do mecanismo de armazenamento (como InnoDB) para ler os dados na tabela de dados e realizar operações como classificação, agregação e filtragem.
Finalmente, o executor retorna os resultados da consulta ao cliente.
Mecanismo de armazenamento:
O MySQL oferece suporte a vários mecanismos de armazenamento, e cada mecanismo de armazenamento possui seus próprios métodos específicos de armazenamento e recuperação de dados.
InnoDB é um dos mecanismos de armazenamento padrão do MySQL e oferece suporte a recursos avançados de banco de dados, como processamento de transações, bloqueio em nível de linha e chaves estrangeiras.
Quando o executor chama a interface do mecanismo de armazenamento, o mecanismo de armazenamento é responsável por ler ou gravar dados no disco.
Pool de buffer:
O mecanismo de armazenamento InnoDB usa Buffer Pool para armazenar em cache os dados da tabela e indexar dados para reduzir o acesso direto ao disco.
As páginas de dados no Buffer Pool são gerenciadas com base na frequência de acesso e no status de modificação para melhorar a taxa de acertos do cache e o desempenho da consulta.
Transação:
MySQL suporta processamento de transações, permitindo que múltiplas operações sejam confirmadas ou revertidas como um todo.
Durante a execução da transação, o MySQL registrará as informações de log necessárias (como redo log e undo log) para garantir a integridade e consistência dos dados.
Se a execução da transação for bem-sucedida, todas as modificações serão salvas permanentemente no banco de dados; se a execução da transação falhar, você pode usar o log de desfazer para executar uma operação de reversão e restaurar os dados ao estado anterior ao início da transação.
O processo do MySQL envolve conexão e autenticação, processamento de consultas, armazenamento e recuperação de dados e processamento de transações. Ao otimizar cada etapa desses links, o desempenho e a confiabilidade do banco de dados MySQL podem ser significativamente melhorados. Ao mesmo tempo, compreender o processo de execução do MySQL também ajudará a compreender melhor o seu mecanismo de funcionamento interno, projetando e otimizando melhor o banco de dados.
O pool de conexões do MySQL é uma tecnologia usada para gerenciar e reutilizar conexões de banco de dados. Ele foi projetado para melhorar o desempenho e a eficiência das operações de banco de dados, especialmente em ambientes de alta simultaneidade. A seguir está uma explicação detalhada sobre o pool de conexões MySQL:
O pool de conexões MySQL estabelece um número suficiente de conexões de banco de dados quando o programa é iniciado e gerencia essas conexões uniformemente para formar um pool de conexões. Quando o programa precisar acessar o banco de dados, ele solicitará dinamicamente uma conexão do pool de conexões e retornará a conexão ao pool de conexões após o uso, em vez de recriar e fechar a conexão para cada operação.
Reduza o consumo de recursos : A criação e o fechamento de uma conexão de banco de dados é um processo relativamente demorado, envolvendo o handshake triplo e a onda quadridirecional da conexão TCP, bem como o processo de autenticação do banco de dados. Através do pooling de conexões, as conexões existentes podem ser reutilizadas para reduzir essas sobrecargas.
Melhorar o desempenho : em um cenário de alta simultaneidade, se uma nova conexão com o banco de dados for criada para cada solicitação, o desempenho do servidor cairá significativamente. O uso de um pool de conexões pode melhorar significativamente a velocidade de resposta e o rendimento do banco de dados.
Evite vazamentos de conexão : Sem utilizar um pool de conexões, se ocorrer uma exceção quando o programa fechar a conexão, poderá causar vazamento de conexão, ou seja, a conexão não será fechada corretamente e ocupará recursos do sistema. O pool de conexões pode evitar essa situação por meio do mecanismo de reciclagem de tempo limite.
inicialização: Quando o programa é iniciado, o pool de conexões criará um certo número de conexões de banco de dados de acordo com a configuração e colocará essas conexões no pool de conexões para backup.
Solicitar conexão : Quando o programa precisar acessar o banco de dados, ele solicitará uma conexão do pool de conexões. Se houver uma conexão ociosa no pool de conexões, ela será devolvida diretamente ao programa para uso; se não houver conexão ociosa, ele aguardará um determinado período de tempo de acordo com a configuração ou retornará um erro;
Usar conexão: o programa usa a conexão solicitada para realizar operações de banco de dados.
conexão de retorno : após a conclusão da operação, o programa retorna a conexão ao pool de conexões. O pool de conexões realizará certas verificações na conexão. Se a conexão ainda for válida, ela será colocada de volta no pool de conexões; se a conexão tiver expirado, ela será fechada e removida do pool de conexões.
Fechar pool de conexões: Quando o programa terminar, todas as conexões no pool de conexões serão fechadas e os recursos ocupados do sistema serão liberados.
Existem muitos provedores de pool de conexões MySQL no mercado, entre os quais os mais populares são:
DBCP : é uma implementação de pool de conexões de código aberto no projeto Apache e é o pool de conexões que vem com o Tomcat. É mais rápido que outros pools de conexão, mas pode não ser estável o suficiente.
C3P0 : é um pool de conexões JDBC de código aberto, que implementa fonte de dados e ligação JNDI e oferece suporte ao padrão JDBC3 e à extensão do padrão JDBC2. A taxa de C3P0 é relativamente lenta, mas muito estável.
druida (Druida): É um pool de conexão de código aberto fornecido pelo Alibaba. Ele combina as vantagens do DBCP e do C3P0 e fornece funções poderosas de monitoramento e expansão. Druid é atualmente um dos pools de conexão MySQL mais comumente usados.
A configuração do pool de conexões geralmente inclui os seguintes aspectos:
Número máximo de conexões: o número máximo de conexões que o pool de conexões pode gerenciar.
Número mínimo de conexões: o número inicial de conexões criadas quando o pool de conexões é iniciado.
Obter tempo limite de conexão: o tempo máximo de espera ao obter uma conexão do pool de conexões.
Verificação de conexão: Verifique a validade da conexão antes de obtê-la ou ao retornar a conexão.
Estratégia de reciclagem de conexão: recicle conexões com base no tempo ocioso e no tempo de uso.
O pool de conexões e o pool de threads são duas tecnologias diferentes de pool de recursos, mas há uma certa relação entre elas. O pool de threads é usado principalmente para gerenciar recursos de threads, enquanto o pool de conexões é usado para gerenciar recursos de conexão de banco de dados. Quando um thread no pool de threads precisa realizar uma operação de banco de dados, ele solicitará uma conexão do pool de conexões após a conclusão da operação, a conexão será retornada ao pool de conexões; Esse relacionamento ajuda a alcançar uma utilização eficiente de recursos e um gerenciamento simplificado.
Resumindo, o pool de conexões MySQL é uma importante tecnologia de gerenciamento de conexões de banco de dados. Ele fornece forte suporte para operações de banco de dados, reutilizando conexões, reduzindo o consumo de recursos e melhorando o desempenho. Em aplicações reais, o provedor do pool de conexões apropriado e os parâmetros de configuração podem ser selecionados de acordo com as necessidades e cenários específicos do projeto.
As perguntas da entrevista relacionadas aos logs do MySQL podem abranger muitos aspectos, incluindo tipo, função, configuração, otimização de logs e aplicação de logs na recuperação de dados, replicação de dados, etc. A seguir estão algumas perguntas comuns de entrevistas relacionadas ao log do MySQL e suas respostas detalhadas:
Os logs comuns no MySQL incluem o seguinte:
Registro de erros : registre informações de erro quando o servidor MySQL inicia, executa ou para, bem como qualquer informação de erro crítico. Isso ajuda a diagnosticar o problema.
Log de consulta (log geral) : Registre todas as solicitações e respostas do cliente recebidas pelo servidor MySQL, incluindo atividades de login do usuário, instruções SQL executadas, etc. Normalmente usado para auditoria ou depuração.
Log de consulta lenta : Registra as instruções SQL cujo tempo de execução ultrapassa o limite, bem como o tempo de execução, tabelas acessadas, índices utilizados e demais informações dessas instruções. Usado para ajuste de desempenho e otimização de consulta.
Log Binário (Binlog para abreviar): registra todas as instruções que alteram os dados do banco de dados (excluindo instruções como SELECT e SHOW), usadas principalmente para replicação e recuperação de dados.
Refazer registro: No mecanismo de armazenamento InnoDB, é usado para garantir a durabilidade das transações. Mesmo que ocorra uma falha no sistema, os dados podem ser recuperados por meio de redo logs.
Desfazer registro: No mecanismo de armazenamento InnoDB, ele é usado para registrar o estado dos dados antes do início da transação, de modo que, quando a transação falhar ou for revertida, os dados possam ser restaurados ao estado anterior ao início da transação.
Registro de retransmissão: Na arquitetura de replicação MySQL, o log de retransmissão no servidor escravo é usado para armazenar o conteúdo do log binário recebido do servidor mestre.
O log de consulta lenta pode ser aberto e configurado por meio do arquivo de configuração do MySQL (como my.cnf ou my.ini) ou pode ser definido dinamicamente por meio de comandos SQL.
Método do arquivo de configuração:
Adicione ou modifique os seguintes parâmetros no arquivo de configuração do MySQL:
[mysqld] slow_query_log = 1 slow_query_log_file = /path/to/your/slow-query.log long_query_time = 2
em,
slow_query_log
Usado para ativar logs de consulta lenta,
slow_query_log_file
Especifique o caminho para o arquivo de log de consulta lenta,
long_query_time
Defina o tempo de execução das instruções SQL que excedem o número de segundos a serem registrados no log de consultas lentas.
Após modificar o arquivo de configuração, você precisa reiniciar o serviço MySQL.
Modo de comando SQL:
O log de consulta lenta pode ser ativado dinamicamente por meio de comandos SQL, masslow_query_log_fileelong_query_timeOs parâmetros podem precisar ser definidos por meio de um arquivo de configuração, pois as configurações dinâmicas podem não ser suportadas ou não funcionar.
Habilite o log de consulta lenta:
sql复制代码 SET GLOBAL slow_query_log = 'ON';
Observe que o log de consulta lenta aberto dinamicamente usando comandos SQL pode se tornar inválido após a reinicialização do sistema, portanto é recomendado defini-lo por meio do arquivo de configuração.
Os logs binários (Binlog) possuem três formatos:
DECLARAÇÃO : replicação baseada em instruções SQL (replicação baseada em instruções, SBR). Neste formato, o MySQL registrará as instruções SQL executadas no log binário. Sua vantagem é que o volume de log é pequeno, mas pode encontrar alguns problemas de replicação, como funções, gatilhos, procedimentos armazenados, etc., que podem causar inconsistência nos dados mestre-escravo.
LINHA : replicação baseada em linha (RBR). Neste formato, o MySQL registrará as alterações de dados das linhas modificadas. Tem a vantagem de evitar alguns problemas de replicação, mas o volume de log pode ser grande.
MISTURADO : Replicação de base mista (MBR). O MySQL escolherá automaticamente usar o formato STATEMENT ou ROW de acordo com a situação. O modo misto é o modo padrão e foi projetado para combinar o melhor dos dois mundos.
O Redo Log garante a durabilidade das transações no mecanismo de armazenamento InnoDB das seguintes maneiras:
Quando uma transação é enviada, o mecanismo InnoDB primeiro armazena em cache o redo log da transação no buffer de redo log na memória e, ao mesmo tempo, atualiza a página de dados correspondente na memória.
Em seguida, no momento apropriado, grave o redo log no buffer de redo log no arquivo de redo log no disco. Este processo é assíncrono, mas o tempo e a frequência da escovação do disco podem ser controlados configurando parâmetros.
Se ocorrer uma falha no sistema, o mecanismo InnoDB verificará o arquivo de redo log na inicialização e restaurará as modificações feitas pela transação enviada mais recentemente com base nos registros nela contidos, garantindo assim a durabilidade dos dados.
Ver arquivos de log：
registro de erros: Isso geralmente pode ser feito olhando o arquivo de configuração do MySQLlog_errorparâmetro para especificar o caminho do arquivo para localizar o arquivo de log de erros e usar um editor de texto ou ferramenta de linha de comando, comotail、catetc.) para visualizar seu conteúdo.
Ele se dedica à pesquisa de tecnologia há mais de 30 anos e é proficiente em diversas linguagens como java, linux, javascript, php, css, etc. estação de documentação do desenvolvedor para compartilhar alguns problemas no desenvolvimento de tecnologia para referência futura.
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