平常我们在做系统时,一般情况下都会连接到一个MySQL数据库上去没执行各种增删改查的语句。目前行业里大部分的程序员对MySQL的了解和掌握程度,大致就停留在这个阶段:对MySQL可以建库建表建索引,然后就是执行增删改查去更新和查询里面的数据; 所以我们看下面的图,很多程序员眼中的数据库大致是下面这样子。
但是实际在使用MySQL的过程中,大家总会遇到这样或那样的一些问题,比如死锁异常、SQL性能太差、异常报错等。
很多程序员在遇到MySQL数据库的一些问题时,一般都会上网搜索博客,然后自己尝试捣鼓解决一下,最后解决了问题,自己可能也没搞明白里面的原理。
因此我想和大家一起去探索MySQL底层原理的方方面面,以及探索在解决MySQL各种生产实战问题的时候,如何基于MySQL底层原理去进行分析、排查和定位。
2、MySQL驱动到底是什么?
大家都知道,我们如果要在Java系统中去访问一个MySQL数据库,必须在系统的依赖中加入一个MySQL驱动,有了这个MySQL驱动才能跟MySQL数据库建立连接,然后执行各种各样的SQL语句。
那么这个MySQL驱动到底是什么东西那?
我们先来看下面的一段maven配置,这段maven配置中就引入了一个MySQL驱动,这里的mysql-connect-java就是面向Java语言的MySQL驱动。
大家都知道,如果我们要访问数据库,必须要跟数据库建立一个网络连接,那么这个连接由谁来简历呢?
其实答案就是MySQL驱动,他会在底层跟数据库建立网络连接,有网络连接,接着才能去发送请求给数据库服务器。我们看下图:
然后当我们跟数据库之间有了网络连接之后,我们的Java代码才能基于这个连接去执行各种各样的增删改查SQL语句;
我们看下图:
所以对于Java语言开发的系统,MySQL会提供Java版本的MySQL驱动,对于PHP、Perl、.NET、Python、Ruby等各种常见的编程语言,MySQL都会提供对应语言的MySQL驱动,让各种语言编写的系统通过MySQL驱动去访问数据库。
3、数据库连接池到底是用来干什么的?
接着来思考一个问题,一个系统难道只会跟数据库建立一个连接吗?
这个肯定是不行的,因为我们要明白一个道理,假设我们用Java开发了一个系统,是部署在Tomcat中的,那么Tomcat本身肯定是有多个线程来并发的处理同时接收到的多个请求的,如图:
这个时候,如果Tomcat中的多个线程并发处理多个请求的时候,都要去抢夺一个连接去访问数据库的话,效率肯定是很地下的。 我们看下面的图:
那么如果Tomcat中的每个线程在每次访问数据库的时候,都基于MySQL驱动去创建一个数据库连接,然后执行SQL语句,然后执行完之后再销毁这个数据库连接,这样可行吗?
可能Tomcat中上百个线程会并发的频繁创建数据库连接,执行SQL语句,然后频繁的销毁数据库连接。
上述这个过程反复循环执行,大家觉得可行吗?
这是非常不好的,因为每次建立一个数据库连接都很耗时,好不容易建立好了连接,执行完了SQL语句,你还把数据库连接销毁了,下一次再重新简历数据库连接,那肯定是效率很底下的。如下图:
所以一般我们必须要使用一个数据库连接池,也就是说在一个池子里维持多个数据库连接,让多个线程使用里面的不用的数据库连接去执行SQL语句,然后执行完SQL语句之后,不要销毁这个数据库连接,而是把连接放回池子里,后续还可以继续使用。
基于这样的一个数据库库连接池的机制,就可以解决多个线程并发的使用多个数据库连接去执行SQL语句的问题,而且还避免了数据库连接使用完之后就销毁的问题,我们看下图的说明:
常见的数据库连接池有DBCP、C3P0、Druid等,大家如果有兴趣的话,可以去搜索一下数据库连接池的使用例子和代码,甚至探索一下数据库连接池的底层原理。
4、MySQL数据库的连接池是用来干什么的?
现在我们已经知道,我们任何一个系统都会有一个数据库连接池去访问数据库,也就是说这个系统会有多个数据库连接,供多线程并发的使用。同时我们可能会有多个系统同时去访问一个数据库,这都是有可能的。
所以当我们吧目光转移到MySQL的时候,我们要来思考一个问题,那就是肯定会有很多系统要与MySQL数据库建立很多个连接,那么MySQL也必然要维护与系统之间的多个连接,所以
MySQL架构体系的第一个环节,就是连接池
。我们看下面的图,实际上MySQL中的连接池就是维护了与系统之间的多个数据库连接,除此之外,你的系统每次跟MySQL建立连接是时候,还是根据你传递过来的账号和密码,进行账号密码的验证,库表权限的验证。