MySQL的基本架构以及解决长连接内存占用问题的两种方案分享

本篇内容介绍了“MySQL的基本架构以及解决长连接内存占用问题的两种方案分享”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

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MySQL分为server层和存储引擎两部分。

Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心服务功能，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。

而存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB，它从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认存储引擎。

连接器

连接命令

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

连接命令中的mysql是客户端工具，用来跟服务端建立连接。在完成经典的TCP握手后，连接器就要开始认证你的身份，这个时候用的就是你输入的用户名和密码。

• 如果用户名或密码不对，你就会收到一个"Access denied for user"的错误，然后客户端程序结束执行。

• 如果用户名密码认证通过，连接器会到权限表里面查出你拥有的权限。之后，这个连接里面的权限判断逻辑，都将依赖于此时读到的权限。

一个用户建立连接后，即使被修改了权限，也不会影响现在，下次重新链接后才生效，因为连接器在权限表查出权限进行判断。

连接完成后，如果你没有后续的动作，这个连接就处于空闲状态，你可以在show processlist命令中看到它。文本中这个图是show processlist的结果，其中的Command列显示为“Sleep”的这一行，就表示现在系统里面有一个空闲连接。

客户端如果太长时间没动静，连接器就会自动将它断开。这个时间是由参数wait_timeout控制的，默认值是8小时。

mysql> show variables like 'wait_timeout';

如果在连接被断开之后，客户端再次发送请求的话，就会收到一个错误提醒： Lost connection to MySQL server during query。这时候如果你要继续，就需要重连，然后再执行请求了。

数据库里面，长连接是指连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。短连接则是指每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立一个。

建立连接的过程通常是比较复杂的，所以我建议你在使用中要尽量减少建立连接的动作，也就是尽量使用长连接。

但是全部使用长连接后，你可能会发现，有些时候MySQL占用内存涨得特别快，这是因为MySQL在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开的时候才释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉（OOM），从现象看就是MySQL异常重启了。

解决长连接内存占用问题的两种方案： 1、定期断开长连接。使用一段时间，或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后要查询再重连。 2、如果你用的是 MySQL 5.7 或更新版本，可以在每次执行一个比较大的操作后，通过执行 mysql_reset_connection 来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证，但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。

关于数据库连接池：

现在假设：最大维持连接数是10，最大连接数是20，最大等待时间是10000（毫秒）

其过程：最开始在连接池中有10个连接（最大连接数），当有用户申请连接时，其将一个连接分配用户，直到连接池中的10个连接全都分配出去，当第11个用户申请连接时，它将创建第11个连接并分配给该用户，直到把第20个连接（最大连接数）分配给第20个用户，当第21个用户申请连接时，它需要等待，直到前面的20个用户中某一个断开了连接，才会把那个连接分配给第21个用户，当用户断开连接时（第11至20个连接），该连接不会立刻被释放而是需要等待10000毫秒（最大等待时间），才被释放，当没有用户连接时，连接池内还保持10个连接。

关于查询缓存

我找到了一篇关于MySQL8.0禁用缓存的博客

mysql> show variables like '%query_cache%'; 

query_cache_type 为 ON 表示已经开启）

query_cache_type: 是否打开缓存 

1. OFF: 关闭 

2. ON: 总是打开 

3. DEMAND: 只有明确写了SQL_CACHE的查询才会吸入缓存
   query_cache_size: 缓存使用的总内存空间大小,单位是字节,这个值必须是1024的整数倍,否则MySQL实际分配可能跟这个数值不同(感觉这个应该跟文件系统的blcok大小有关)
   query_cache_min_res_unit: 分配内存块时的最小单位大小
   query_cache_limit: MySQL能够缓存的最大结果,如果超出,则增加 Qcache_not_cached的值,并删除查询结果
   query_cache_wlock_invalidate: 如果某个数据表被锁住,是否仍然从缓存中返回数据,默认是OFF,表示仍然可以返回
   GLOBAL STAUS 中 关于 缓存的参数解释: 
   Qcache_free_blocks: 缓存池中空闲块的个数 
   Qcache_free_memory: 缓存中空闲内存量 
   Qcache_hits: 缓存命中次数 
   Qcache_inserts: 缓存写入次数 
   Qcache_lowmen_prunes: 因内存不足删除缓存次数 
   Qcache_not_cached: 查询未被缓存次数,例如查询结果超出缓存块大小,查询中包含可变函数等 
   Qcache_queries_in_cache: 当前缓存中缓存的SQL数量 
   Qcache_total_blocks: 缓存总block数

好在MySQL也提供了这种“按需使用”的方式。你可以将参数query_cache_type设置成DEMAND，这样对于默认的SQL语句都不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句，可以用SQL_CACHE显式指定，像下面这个语句一样：

mysql> select SQL_CACHE * from T where ID=10；

MySQL 8.0版本直接将查询缓存的整块功能删掉了，也就是说8.0开始彻底没有这个功能了 。

分析器

如果没有命中查询缓存，就要开始真正执行语句了。首先,对SQL语句做解析,分析器先会做“词法分析”,然后做“语法分析”。根据词法分析的结果，语法分析器会根据语法规则，判断你输入的这个SQL语句是否满足MySQL语法。不对的SQL你会收到你最熟悉的错误，你懂的...

优化器

就是形成优化方案（ 索引和连接顺序优化，最后由执行器开始执行 ），然后进入执行器阶段。

执行器

开始执行的时候，要先判断一下你对这个表T有没有执行查询的权限( 这时候对 "表" 的权限进行判断。而连接器是验证用户身份。 )，如果没有，就会返回没有权限的错误，如下所示(在工程实现上，如果命中查询缓存，会在查询缓存放回结果的时候，做权限验证。查询也会在优化器之前调用precheck验证权限)。

mysql> select * from T where ID=10;

ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'

如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。

比如我们这个例子中的表T中，ID字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的：

1. 调用InnoDB引擎接口取这个表的第一行（ 一般是以页为单位从硬盘读取，而不是每次只读一行 ），判断ID值是不是10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中；

2. 调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。

3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

至此，这个语句就执行完成了。

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