MySQL數(shù)據(jù)庫的多線程引擎的實現(xiàn)思路

周鵬

摘要

大數(shù)據(jù)時代之下，MySQL數(shù)據(jù)庫的運行效率作為關(guān)鍵問題得到了廣泛關(guān)注。文章首先對于MySQL數(shù)據(jù)庫多線程引擎構(gòu)架思路進行必要說明，而后進一步結(jié)合其多線程引擎框架展開說明，對于加強該領(lǐng)域的認識有著一定的積極意義。

【關(guān)鍵詞】MySQL 數(shù)據(jù)庫 多線程 連接池

當前網(wǎng)絡(luò)時代中，人們對于數(shù)據(jù)的依賴與日俱增，為數(shù)眾多的應(yīng)用極大地方便了整個社會方方面面的生活與工作，但是也帶來了海量數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)總量的不斷攀升，對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中個個方面的能力也都提出了新的要求，除了傳輸速度以外，比較核心的瓶頸問題則出現(xiàn)在程序優(yōu)化方面，而在程序領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫作為程序運行的根基，其價值不容忽視。MySQL本身的開源特征，加之其易用以及可靠性等方面的諸多優(yōu)勢，目前已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中數(shù)據(jù)庫程序的首選，也正因為如此MySQL數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化就成為重點，其多線程引擎的實現(xiàn)，作為提升用戶體驗的重要環(huán)節(jié)，其意義不言而喻。

1 MySQL數(shù)據(jù)庫多線程引擎構(gòu)架思路

MySQL數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中，比較傳統(tǒng)的設(shè)立方案主要有兩種。其一為單線程MySQL連接，其二則為多線程操作連接。對于前者而言，由于只允許一個線程面向MySQL進行操作，因此整體執(zhí)行效率低下成為此種模式的主要特征;而對于后者而言，雖然在線程數(shù)量方面有所提升，實現(xiàn)了多線程，但是從根本上看，是多個線程對同一個MySQL連接進行操作，串行數(shù)據(jù)龐大，對MySQL連接實現(xiàn)爭搶，同樣無法提升執(zhí)行效率。在這樣的背景之下，為了能夠更好地滿足大數(shù)據(jù)環(huán)境中的并行操作需求，可以引入“池”的概念對MySQL體系進行優(yōu)化，建立起連接池，并且利用多線程技術(shù)切實提升業(yè)務(wù)查詢整體效率。

目前 MySQL的體系，比較常見的形態(tài)，是將業(yè)務(wù)應(yīng)用層與數(shù)據(jù)庫底層直接實現(xiàn)耦合，應(yīng)用層可以對數(shù)據(jù)庫連接進行直接調(diào)用，API函數(shù)的更新也有賴于此。此種方式要求數(shù)據(jù)庫用戶必須對函數(shù)系統(tǒng)比較熟悉，等于降低了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身的易用特征。針對目前MySQL的這種情況，可以重點從推進其底層透明化，實現(xiàn)代碼等資源共享，并且降低系統(tǒng)模塊之間的耦合程度的角度出發(fā)展開優(yōu)化。當前動態(tài)鏈接庫已經(jīng)能夠在模塊封裝降低耦合的方面實現(xiàn)一定程度的優(yōu)化，但是除此以外，還可以建立起數(shù)據(jù)庫連接池的方式，來提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度。一個比較典型的引入數(shù)據(jù)庫連接池的MySQL架構(gòu)，應(yīng)當保持一種層次化的結(jié)構(gòu)特征，業(yè)務(wù)應(yīng)用層與數(shù)據(jù)庫連接池保持直接溝通，而數(shù)據(jù)庫緩存層則接受數(shù)據(jù)庫連接池的統(tǒng)一管理，同時與數(shù)據(jù)庫驅(qū)動層保持聯(lián)系。

2 MySQL數(shù)據(jù)庫多線程引擎框架具體功能分析

為了能夠進一步加深對于此種框架的認識，在此深入到具體的框架層面中，對各個層級展開分析。

（1）業(yè)務(wù)應(yīng)用層，這一層承擔具體的應(yīng)用，面向用戶直接展開溝通與工作。業(yè)務(wù)層的價值，在于面向用戶而實現(xiàn)其他各個功能層的屏蔽和透明，并且以應(yīng)用需求作為核心，以模塊的形態(tài)實現(xiàn)對于功能的滿足。從用戶的角度看，只需要調(diào)用PostTask函數(shù)就可以實現(xiàn)對于SQL語句的執(zhí)行，這種操作方式大大簡化了傳統(tǒng)對于MySQL數(shù)據(jù)庫的控制，用戶不需要掌握API函數(shù)就可以展開工作。

（2）位于業(yè)務(wù)應(yīng)用層之下的數(shù)據(jù)庫連接池，是構(gòu)造MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行處理方式的核心所在。多線程技術(shù)與數(shù)據(jù)庫連接池相結(jié)合，能夠有效改善在多任務(wù)大數(shù)據(jù)量環(huán)境中，數(shù)據(jù)庫執(zhí)行能效偏低、響應(yīng)速度慢等方面問題。通常情況下，MySQL框架中的多線程會共享多個數(shù)據(jù)庫連接，當存在線程發(fā)出數(shù)據(jù)庫連接請求的時候，會從空閑隊列中分配對應(yīng)的空閑連接，將其分配給該線程。此種工作模式之下，多個線程之間必然會形成競爭，當它們同時發(fā)起對一個連接資源的請求的時候，這種競爭會格外突出。與此同時，另一個不容忽視的問題在于，在這種競爭的過程中，連接資源數(shù)據(jù)的一致性很難得到保證，線程被賦予操作權(quán)限，但是線程本身對資源的爭奪導(dǎo)致其操作順序無法保證，因此很容易造成對同一條數(shù)據(jù)的更新操作混亂的問題發(fā)生。為了能夠?qū)Υ朔N狀況實現(xiàn)改善，可以考慮將一個線程與一個MySQL連接進行組合，形成一個固定的連接單元，多個連接單元共同構(gòu)成連接池。如果在并行操作中出現(xiàn)對同一條數(shù)據(jù)記錄的操作指令，則都會通過此記錄主鍵值哈希映射分配給同一個連接單元的線程執(zhí)行，保證數(shù)據(jù)庫更新操作的有序性。在這種模式之下，主線程不參與操作結(jié)果解析，僅僅將操作保存在任務(wù)隊列中即返回，對于操作結(jié)果的解析工作，則交由后臺線程予以完成，并且將操作結(jié)果異步返回給主線程。在程序結(jié)束的時候，通過調(diào)用join（）來保證子線程執(zhí)行完畢，避免因為丟失操作而造成的數(shù)據(jù)存儲故障。

（2）位于數(shù)據(jù)庫連接池之下的數(shù)據(jù)庫緩存層，以及與其相聯(lián)系的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動層，則分別負責保存數(shù)據(jù)庫操作反饋結(jié)果，以及負責實現(xiàn)MySQL連接兩項職能。具體而言，數(shù)據(jù)庫緩存層主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果進行解析與緩存處理，具體包括數(shù)據(jù)集IRecordset、數(shù)據(jù)記錄 IRecord和數(shù)據(jù)字段IField三個主要方面。數(shù)據(jù)集IRecordset類中包括多個IRecord對象，負責保存數(shù)據(jù)記錄的對應(yīng)信息，并且依據(jù)索引實現(xiàn)對于對象的獲取，同時提供查詢反饋結(jié)果具體內(nèi)容;數(shù)據(jù)記錄IRecord類負責聚合多個IField對象，保存數(shù)據(jù)字段信息并且依據(jù)索引獲取對象，包括主鍵字段的獲取職能;而IField類則用于實現(xiàn)常用類型轉(zhuǎn)換函數(shù)的提供，并且保存字段信息，對于不支持MySQL數(shù)據(jù)類型的語言環(huán)境，可以依據(jù)此來實現(xiàn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)換。而位于最底層的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動層，則主要負責為數(shù)據(jù)庫操作提供對應(yīng)的MySQL連接句柄，確保其能夠得以執(zhí)行，其中包括對于數(shù)據(jù)庫的連接、查詢、結(jié)果返回以及MySQL服務(wù)器信息的獲取等等。

3 結(jié)論

在MySQL數(shù)據(jù)庫體系中，其對于線程的并行處理支持程度成為優(yōu)化的核心問題，通過構(gòu)建起數(shù)據(jù)庫連接池的方式，能夠有效推動數(shù)據(jù)庫工作效能的提升，應(yīng)用效果良好，反應(yīng)時間雖然需要進一步的測試進行確定，但是從實驗角度看，對于當前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的更好支持有著一定的積極意義。

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