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MySql轻松入门系列第一站-从源码角度轻松认识mysql整体框架图

jiezi

一：背景

1. 讲故事

最近看各大技术社区，不管是知乎，掘金，博客园，csdn 基本上看不到有小伙伴分享 sqlserver 类的文章，看样子这些年 sqlserver 没落了，已经后继无人了，再写 sqlserver 是不可能再写了，这辈子都不会写了，只能靠技术输出 mysql 维持生活这样子。

二：了解架构图

mysql 最大的好处就是开源，手握百万源码，有什么问题搞不定呢？这一点要比 sqlserver 爽多了，不用再 dbcc 捣来捣去。

1. 从架构图入手

大家都知道做 / 装修房子都要有一张图纸，其实软件也是一样，只要有了这么一张图纸，大方向就定下来了，再深入到细节也不会乱了方向，然后给大家看一下我自己画的架构图，画的不对请轻拍。

其实 SqlServer，Oracle，MySql 架构都大同小异，MySql 的鲜明特点就是存储引擎做成了插拔式，这就牛逼了，现行最常用的是 InnoDB，这就让我有了一个想法，有一套业务准备用 InMemory 模式跑一下，厉害了~~~

2. 功能点介绍

MySql 其实就两大块，一块是 MySql Server 层，一块就是 Storage Engines 层。

<1> Client

不同语言的 sdk 遵守 mysql 协议就可以与 mysqld 进行互通。

<2> Connection/Thread Pool

MySql 使用 C ++ 编写，Connection 是非常宝贵的，在初始化的时候维护一个池。

<3> SqlInterface,Parse,Optimizer,Cache

对 sql 处理，解析，优化，缓存等处理和过滤模块，了解了解即可。

<4> Storage Engines

负责存储的模块，官方，第三方，甚至是你自己都可以自定义实现这个数据存储，这就把生态做起来了，??。

三：源码分析

关于怎么去下载 mysql 源码，这里就不说了，大家自己去官网捣鼓捣鼓哈，本系列使用经典的 mysql 5.7.14版本。

1. 了解 mysql 是如何启动监听的

手握百万行源码，怎么找入口函数呢？？？???，其实很简单，在 mysqld 进程上生成一个 dump 文件，然后看它的托管堆不就好啦。。。

从图中可以看到，入口函数就是 mysqld!mysqld_main+0x227 中的 mysqld_main, 接下来就可以在源码中全文检索下。

<1> mysqld_main 入口函数 => sql/main.cc


extern int mysqld_main(int argc, char **argv);

int main(int argc, char **argv)
{return mysqld_main(argc, argv);
}

这里大家可以用 visualstudio 打开 C ++ 源码，使用查看定义功能，非常好用。

<2> 创建监听


int mysqld_main(int argc, char **argv)
{
    // 创建服务监听线程
    handle_connections_sockets();}

void handle_connections_sockets()
{
     // 监听连接
     new_sock= mysql_socket_accept(key_socket_client_connection, sock,
                                    (struct sockaddr *)(&cAddr), &length);

    if (mysql_socket_getfd(sock) == mysql_socket_getfd(unix_sock))
      thd->security_ctx->set_host((char*) my_localhost);

    // 创建连接
    create_new_thread(thd);
}

// 创建新线程处理处理用户连接
static void create_new_thread(THD *thd){
   
   thd->thread_id= thd->variables.pseudo_thread_id= thread_id++;
   
   // 线程进了线程调度器
   MYSQL_CALLBACK(thread_scheduler, add_connection, (thd));   
}

至此 mysql 就开启了一个线程对 3306 端口进行监控，等待客户端请求触发 add_connection 回调。

2. 理解 mysql 是如何处理 sql 请求

这里我以 Insert 操作为例稍微解剖下处理流程：

当用户有请求 sql 过来之后，就会触发 thread_scheduler的回调函数add_connection。


static scheduler_functions one_thread_per_connection_scheduler_functions=
{
  0,                                     // max_threads
  NULL,                                  // init
  init_new_connection_handler_thread,    // init_new_connection_thread
  create_thread_to_handle_connection,    // add_connection
  NULL,                                  // thd_wait_begin
  NULL,                                  // thd_wait_end
  NULL,                                  // post_kill_notification
  one_thread_per_connection_end,         // end_thread
  NULL,                                  // end
};

从 scheduler_functions 中可以看到，add_connection 对应了 create_thread_to_handle_connection，也就是请求来了会触发这个函数，从名字也可以看出，用一个线程处理一个用户连接。

<1> 客户端请求被 create_thread_to_handle_connection 接管及调用栈追踪


void create_thread_to_handle_connection(THD *thd)
{
     if ((error= mysql_thread_create(key_thread_one_connection, &thd->real_id, &connection_attrib,
                                     handle_one_connection,(void*) thd))){}}
// 触发回调函数  handle_one_connection
pthread_handler_t handle_one_connection(void *arg)
{do_handle_one_connection(thd);
}
// 继续处理
void do_handle_one_connection(THD *thd_arg){while (thd_is_connection_alive(thd))
    {mysql_audit_release(thd);
      if (do_command(thd))  break;  // 这里的 do_command 继续处理
    }
}
// 继续分发
bool do_command(THD *thd)
{return_value= dispatch_command(command, thd, packet+1, (uint) (packet_length-1));
}
bool dispatch_command(enum enum_server_command command, THD *thd, char* packet, uint packet_length)
{switch (command) {
         case COM_INIT_DB: ....  break;
         ...
         case COM_QUERY:   // 查询语句：insert xxxx
             mysql_parse(thd, thd->query(), thd->query_length(), &parser_state);  //sql 解析
           break;
      }
}
//sql 解析模块
void mysql_parse(THD *thd, char *rawbuf, uint length, Parser_state *parser_state)
{error= mysql_execute_command(thd);
}

<2> 到这里它的 Parse，Optimizer，Cache 都追完了，接下来看 sql 的 CURD 类型，继续追。。。


// 继续执行
int mysql_execute_command(THD *thd)
{switch (lex->sql_command) 
  {case SQLCOM_SELECT:  res= execute_sqlcom_select(thd, all_tables);  break;

      // 这个 insert 就是我要追的
      case SQLCOM_INSERT:   res= mysql_insert(thd, all_tables, lex->field_list, lex->many_values,
                                              lex->update_list, lex->value_list,
                                              lex->duplicates, lex->ignore);
  }
}
//insert 插入操作处理
bool mysql_insert(THD *thd,TABLE_LIST *table_list,List<Item> &fields, List<List_item> &values_list,
                  List<Item> &update_fields, List<Item> &update_values, 
                  enum_duplicates duplic, bool ignore)
{while ((values= its++))
      {error= write_record(thd, table, &info, &update);
      }
}
// 写入记录
int write_record(THD *thd, TABLE *table, COPY_INFO *info, COPY_INFO *update)
{if (duplicate_handling == DUP_REPLACE || duplicate_handling == DUP_UPDATE)
    {
         // ha_write_row  重点是这个函数
         while ((error=table->file->ha_write_row(table->record[0])))
         {....}
    }
}

可以看到，调用链还是挺深的，追到 ha_write_row 方法基本上算是追到头了，再往下的话就是 MySql Server 给 Storage Engine提供的接口实现了，不信的话继续看呗。。。

<3> 继续挖 ha_write_row


int handler::ha_write_row(uchar *buf)
{MYSQL_TABLE_IO_WAIT(m_psi, PSI_TABLE_WRITE_ROW, MAX_KEY, 0,{ error= write_row(buf); })
}

// 这是一个虚方法
virtual int write_row(uchar *buf __attribute__((unused)))
{return HA_ERR_WRONG_COMMAND;}

看到没有，write_row是个虚方法，也就是给底层方法实现的，在这里就是给各大 Storage Engines 的哈。???

3. 调用链图

这么多方法，看起来有点懵懵的吧，我来画一张图，帮助大家理解下这个调用堆栈。

三：总结

大家一定要熟读架构图，有了架构图从源码中找信息就方便多了，总之学习 mysql 成就感还是满满的?。

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