数据库基本原理

数据库架构

数据库对 SQL 语句执行过程可分解为：

连接器

数据库连接器为每个连接请求分配专门内存区域，用于会话上下文管理。建立连接对数据库比较重操作，所以数据库会建立连接池，这样当处理外部请求执行 SQL 操作时候，就不需要建立连接了。



语法分析器

对 SQL 语句，生成抽象语法树。这个过程中会检查 SQL 语句是否合法。



语义分析与优化器

目的是将各种复杂嵌套 SQL 进行语义等价转化，得到有限几种关系代数计算结构，并利用索引等信息进一步进行优化。



执行计划

根据优化后抽象语法树，生成最终执行计划，最后翻译实际执行方法。



索引

索引分为聚簇索引和非聚簇索引。

聚簇索引：数据库记录和索引存储在一起。MySQL 的主键就是聚簇索引，存储在 B+树中。

非聚簇索引：叶子节点不是记录，而是聚簇索引，也就是主键。



通过非聚簇索引找到主键索引，通过主键索引找到记录的过程，称为会表。



索引的作用，可以减少遍历数据量，加快定位数据时间。但是索引也是有成本：

• 索引建立过程消耗较长时间（分钟级），期间对所有增删改查都进行阻塞

• 任何涉及索引字段的增删改，都可能涉及索引的维护，产生额外的成本



数据库事务

事务 ACID 特性，即原子性、隔离性、持久性和一致性。



事务保证是通过事务日志实现的。进行事务操作时，事务日志文件会记录更新前的数据记录，然后再更新数据库中的记录，如果全部记录都更新成功，那么事务正常结束，如果过程中某条记录更新失败，那么整个事务全部回滚，已经更新的记录根据事务日志中记录的数据进行恢复，这样全部数据都恢复到事务提交前的状态，仍然保持数据一致性。



JVM 虚拟机架构原理



JVM 组成架构



JVM 屏蔽了各个操作系统不同，为 Java 字节码提供了统一的运行环境。