關係型資料庫工作原理 資料庫整體框架 4

2021-07-27 20:50:42 字數 1891 閱讀 4524

所謂的資料庫是指一組易於訪問和修改的資料集合。但是,但是一組簡單的檔案也能實現這個功能。實際上,最近簡單的一些資料庫系統如sqllite實現的功能與一組檔案沒有大的差異。但是,sqllite可以算作設計得非常優秀的一組檔案。因為它支援:

通過事務管理保證了資料的安全性和一致性。

大資料快速處理能力,能處理百萬級的資料。

我們現在來了解一下資料庫包含哪些重要的元件,請看這張資料資料庫架構圖。

在寫下這篇文章之前,我已經研究了大量關於如何實現資料庫的書籍、文件、甚至源**。因此,別太在意我為何要這樣設計資料庫的架構圖,以及這些元件為何取這樣的名字。針對這篇文件,我做了一些取捨。真正需要關注的是這些元件承擔的不同職責。 一句話,資料庫是由一組相互互動,功能不同的元件構成的系統。

the process manager

程序管理器。許多資料庫都有專用的程序池或者執行緒池管理。甚至,僅僅為了獲得納秒級的效能提公升,許多現代處理器設計了專用的執行緒,代替作業系統的執行緒。

the network manager

網路管理。對於分布式資料庫來講,網路i/o是乙個關鍵問題。所以設計了專用的網路管理器。

file system manager

檔案系統管理。磁碟i/o是資料庫最關鍵的效能瓶頸(disk i/o is the first bottleneck of a database)。設計乙個檔案管理器能完美的與作業系統的檔案系統互動,甚至替換作業系統的檔案系統是非常主要的。

the memory manager

記憶體管理。為了避免頻繁的磁碟i/o操作,通過乙個塊大的記憶體來快取資料是必須的。但是,有了大的記憶體快取,就需要對它高效的管理。特別是有大量查詢併發訪問記憶體快取的時候。

security manager

安全管理。管理使用者授權和許可權認證。

client manager

客戶端管理。管理客戶端的連線。

backup manager

備份管理。資料庫備份與恢復。

recovery manager

資料庫恢復系統。資料庫崩潰後重啟,保證資料庫的一致性。

monitor manager

監控系統。日誌記錄資料庫的活動狀態,並提供功能監控資料庫系統。

administration manager

系統管理。元資料儲存管理(例如表名、表結構)。提供工具管理資料表結構、儲存空間配置等。

query parser

查詢解析器。sql編譯,檢查查詢語句的有效性。

query rewriter

查詢重寫器。sql前置優化。

query optimizer

查詢優化器。對sql語句做效能上的優化(類似c++編譯器優化**執行路徑,提公升執行效率)。

query executor

查詢執行器。編譯sql**,執行查詢資料庫操作。

transaction manager

事務管理。啟動/提交/回滾事務。

cache manager

快取管理。在讀取資料之前將資料提前載入到記憶體;在修改資料之後將資料持久化到磁碟。

data access manager

資料訪問管理器。操作磁碟上的資料檔案。

接下來的章節,我將重點介紹資料庫如果執行一條sql的查詢操作。通過三部分展開:

- the client manager—客戶端管理

- the query manager—查詢管理

- the data manager —資料管理

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