MySQL数据库的内存结构

MySQL数据库的内存结构

Mysql服务器就一个这么大的内存段，但是又得为各个客户端提供服务。内存是如何进行分配和调度呢？

首先服务器会将内存分为很多类的信息，并且进行管理和运行。

第一个就是Thread Handler,线程处理的一段内存，因为服务器是多线程的，是面向多个客户端的。当有一个客户连接进来的时候，就会在内存空间开辟一段专属的内存提供处理环境。每一个客户端连接进来就会分配一个线程专门为客户端服务。如果超过了最大的连接数就会排队等待。

如在mysql线程池里面开了十个池子。假使最大的连接数为十个。当有一堆用户连接进来的时候那么会为用户分配线程。当达到最大连接数的时候，其他用户只能等待，如果有连接释放了其他用户就可以得到分配。

内存上面由服务器维护的很小很小一段缓冲，将每一个建立好的每一个线程的句柄，相当于银行服务的窗口。会将其缓冲下来，当缓冲没有满的时候，当有一个客户端断开了，那么这个线程就会重新放到缓存里面去。

有一百个线程，有一个专门的内存段，很小很小的缓冲cache，cache里面保存了每一个线程使用了哪一个地址段和地址空间有多大。这使得可以快速的访问到线程。假设cache里面可以容纳100个线程。当100个线程里面有一个客户端断开了连接，就会将为断开客户服务的线程信息插入到cache里面。内存段从哪里开始到哪里结束会作为信息插入到cache里面。当另外一个用户连接的时候就会在cache里面将刚刚那个空的线程分配给连接的用户。就复用空线程的内存地址段就行了。

如果缓存的空间还没有满的话，客户断开，就会将曾经使用过的线程放到缓存里面，为将来提供重用。如果线程不空，有一个客户连接进来，就从缓冲池里面拿一个线程给客户使用。

这样就避免了开辟太多的线程造成内存的浪费。

服务器会用一些其他的处理过程来保存我们的信息。如数据缓冲，避免了频繁的访问磁盘。磁盘是要寻道的，从内寻道到外寻道的环节是寻道的时间。数据在磁盘上是以同心圆的方式一圈圈发布出来的，磁头要从垂直状态寻道从里到外，有一个偏移的过程，这个偏移的过程就是寻找数据花费的时间。这个就是耗时的部分，瓶颈部分。

硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区.

盘片被划分成一系列同心环，圆心是盘片中心，每个同心环叫做一个磁道，所有半径相同的磁道组成一个柱面。磁道被沿半径线划分成一个个小的段，每个段叫做一个扇区，每个扇区是磁盘的最小存储单元。为了简单起见，我们下面假设磁盘只有一个盘片和一个磁头。

当需要从磁盘读取数据时，系统会将数据逻辑地址传给磁盘，磁盘的控制电路按照寻址逻辑将逻辑地址翻译成物理地址，即确定要读的数据在哪个磁道，哪个扇区。 为了读取这个扇区的数据，需要将磁头放到这个扇区上方，为了实现这一点，磁头需要移动对准相应磁道，这个过程叫做寻道，所耗费时间叫做寻道时间，然后磁盘 旋转将目标扇区旋转到磁头下，这个过程耗费的时间叫做旋转时间。

即一次访盘请求（读/写）完成过程由三个动作组成：
1）寻道（时间）：磁头移动定位到指定磁道

2）旋转延迟（时间）：等待指定扇区从磁头下旋转经过
3）数据传输（时间）：数据在磁盘与内存之间的实际传输

服务器为了避免经常去磁盘上读取表数据会建立各种缓存保存信息。

（1）赋权表缓存：当一个用户发出查询向mysql的服务端的mysqld进程。这个时候mysqld就会检查是否人人都会对某张表具有select权限。所以第一件事情就是去检查mysql数据库里面的表，因为mysql数据库里面存放了用户的权限。在mysql数据库里面查询到该用户有权限，会去对应的数据表里面找数据块，将信息反馈给客户端。当用户第二次又来查询同一张表的时候又要去mysql数据库里面查询该用户是否具有权限。如果不用缓存就要去磁盘上面读取表里面的数据块做校验，这样会产生io，这样性能不高。对于有几十万个人上线的应用的话，那么数据库的性能是极其的低下。可能每秒并发的连接达到数千以上，磁盘会被不停的被访问到。所以当用户第一次向服务端发出请求，会将用户的权限，以及哪台主机可以连接进来，访问哪个数据库，那张表，哪个列，是否可以进行读写操作等等这些信息都会被缓存到内存。这只需要很少的内存。

如一个root用户第一次发出一条语句到服务端

这里有许多权限，在保存在内存的时候不会将权限的英文名称保存到内存里面，而是用1,0二进制的形式表示权限是否具有，可能一比特都不到，这样就节省了空间。如果有255个权限，那么通过1,0表示，2的八次方就可以表示，即一个字节就可以表示。

所以即使有成千上万个用户，并不需要耗费许多许多内存，一旦将权限表的信息存储进了内存，当用户发起第一次连接的时候，就在mysql内存里面形成了一张权限表。用户要select就在权限表里面进行快速的检测是否有select权限。有select权限就可以去数据库里面拿数据了。

（2）键值缓存：这个和索引机制有关，可以将索引查过的信息缓存。先查索引，这个数据找到之后再去找对应的数据块，提高访问效率。

（3）表的缓存：将曾经打开过的表，这些表是怎么定义的，也将其缓存进去。也就是说表有一个.frm的文件，里面有哪些字段以及字段是多长，这些信息也缓存到内存里面。当第二次查询的时候从缓存里面查找字段就可以了。也避免去磁盘上渡.frm文件。当有很多很多人去查同一张表的时候，由于内存里面有该表的定义，所以直接从内存里面读取表结构就行了。没有打开的表不会将其缓存进去，不会将不常用的表缓存进去。所以表缓存就是将用户打开的表，把这个表的结构进行缓存。