天天寫CRUD，你知道你的系統(tǒng)是如何跟MySQL打交道的嗎？

1、Java工程師眼中的數(shù)據(jù)庫(kù)是什么東西？

從今天開(kāi)始，我們將要開(kāi)始一個(gè)MySQL的專欄，一起來(lái)研究MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的底層原理和各種實(shí)踐案例，以及互聯(lián)網(wǎng)公司的技術(shù)方案。

現(xiàn)在我們先來(lái)看看，在一個(gè)Java工程師眼中的數(shù)據(jù)庫(kù)是什么東西？

平時(shí)我們?cè)谧鯦ava系統(tǒng)時(shí)，一般情況下都會(huì)連接到一個(gè)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)上去，執(zhí)行各種增刪改查的語(yǔ)句。

據(jù)我所知，目前行業(yè)里大部分的Java工程師對(duì)MySQL的了解和掌握程度，大致就停留在這么一個(gè)階段：對(duì)MySQL可以建庫(kù)建表建索引，然后就是執(zhí)行增刪改查去更新和查詢里面的數(shù)據(jù)！

所以我們看下面的圖，很多Java工程師眼中的數(shù)據(jù)庫(kù)大致就是下面這樣子。

（附加說(shuō)明：我在寫《從0開(kāi)始帶你成為JVM實(shí)戰(zhàn)高手》專欄時(shí)，采用的是億圖圖示這個(gè)畫圖工具，現(xiàn)在為了統(tǒng)一畫圖風(fēng)格，本專欄會(huì)改成《從0開(kāi)始帶你成為消息中間件實(shí)戰(zhàn)高手》專欄一樣的畫圖工具）? ? ? ?

但是實(shí)際在使用MySQL的過(guò)程中，大家總會(huì)遇到這樣那樣的一些問(wèn)題，比如死鎖異常、SQL性能太差、異常報(bào)錯(cuò)，等等。

很多Java工程師在遇到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的一些問(wèn)題時(shí)，一般都會(huì)上網(wǎng)搜索博客，然后自己嘗試搗鼓著解決一下，最后解決了問(wèn)題，自己可能也沒(méi)搞明白里面的原理。

因此我們就是要帶著大家去探索MySQL底層原理的方方面面，以及探索在解決MySQL各種生產(chǎn)實(shí)戰(zhàn)問(wèn)題的時(shí)候，如何基于MySQL底層原理去進(jìn)行分析、排查和定位。

2、MySQL驅(qū)動(dòng)到底是什么東西？

大家都知道，我們?nèi)绻贘ava系統(tǒng)中去訪問(wèn)一個(gè)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，必須得在系統(tǒng)的依賴中加入一個(gè)MySQL驅(qū)動(dòng)，有了這個(gè)MySQL驅(qū)動(dòng)才能跟MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，然后執(zhí)行各種各樣的SQL語(yǔ)句。

那么這個(gè)MySQL驅(qū)動(dòng)到底是個(gè)什么東西？

我們先來(lái)看下面的一段maven配置，這段maven配置中就引入了一個(gè)MySQL驅(qū)動(dòng)。這里的mysql-connector-java就是面向Java語(yǔ)言的MySQL驅(qū)動(dòng)。

大家都知道，如果我們要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，必須得跟數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，那么這個(gè)連接由誰(shuí)來(lái)建立呢？

其實(shí)答案就是這個(gè)MySQL驅(qū)動(dòng)，他會(huì)在底層跟數(shù)據(jù)庫(kù)建立網(wǎng)絡(luò)連接，有網(wǎng)絡(luò)連接，接著才能去發(fā)送請(qǐng)求給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器！我們看下圖。

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然后當(dāng)我們跟數(shù)據(jù)庫(kù)之間有了網(wǎng)絡(luò)連接之后，我們的Java代碼才能基于這個(gè)連接去執(zhí)行各種各樣的增刪改查SQL語(yǔ)句

我們看下圖

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所以對(duì)于Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，MySQL會(huì)提供Java版本的MySQL驅(qū)動(dòng)，對(duì)于PHP、Perl、.NET、Python、Ruby等各種常見(jiàn)的編程語(yǔ)言，MySQL都會(huì)提供對(duì)應(yīng)語(yǔ)言的MySQL驅(qū)動(dòng)，讓各種語(yǔ)言編寫的系統(tǒng)通過(guò)MySQL驅(qū)動(dòng)去訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

3、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池到底是用來(lái)干什么的？

接著我們來(lái)思考一個(gè)問(wèn)題，一個(gè)Java系統(tǒng)難道只會(huì)跟數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)連接嗎？

這個(gè)肯定是不行的，因?yàn)槲覀円靼滓粋€(gè)道理，假設(shè)我們用Java開(kāi)發(fā)了一個(gè)Web系統(tǒng)，是部署在Tomcat中的，那么Tomcat本身肯定是有多個(gè)線程來(lái)并發(fā)的處理同時(shí)接收到的多個(gè)請(qǐng)求的，我們看下圖。

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這個(gè)時(shí)候，如果Tomcat中的多個(gè)線程并發(fā)處理多個(gè)請(qǐng)求的時(shí)候，都要去搶奪一個(gè)連接去訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的話，那效率肯定是很低下的

我們看下面的圖

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那么如果Tomcat中的每個(gè)線程在每次訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，都基于MySQL驅(qū)動(dòng)去創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，然后執(zhí)行SQL語(yǔ)句，然后執(zhí)行完之后再銷毀這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，這樣行不行呢？

可能Tomcat中上百個(gè)線程會(huì)并發(fā)的頻繁創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)連接，執(zhí)行SQL語(yǔ)句，然后頻繁的銷毀數(shù)據(jù)庫(kù)連接。

上述這個(gè)過(guò)程反復(fù)循環(huán)執(zhí)行，大家覺(jué)得可行嗎？

這也是非常不好的，因?yàn)槊看谓⒁粋€(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接都很耗時(shí)，好不容易建立好了連接，執(zhí)行完了SQL語(yǔ)句，你還把數(shù)據(jù)庫(kù)連接給銷毀了，下一次再重新建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接，那肯定是效率很低下的！如下圖。

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所以一般我們必須要使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，也就是說(shuō)在一個(gè)池子里維持多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，讓多個(gè)線程使用里面的不同的數(shù)據(jù)庫(kù)連接去執(zhí)行SQL語(yǔ)句，然后執(zhí)行完SQL語(yǔ)句之后，不要銷毀這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，而是把連接放回池子里，后續(xù)還可以繼續(xù)使用。

基于這樣的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的機(jī)制，就可以解決多個(gè)線程并發(fā)的使用多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接去執(zhí)行SQL語(yǔ)句的問(wèn)題，而且還避免了數(shù)據(jù)庫(kù)連接使用完之后就銷毀的問(wèn)題，我們看下圖的說(shuō)明。

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常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池有DBCP，C3P0，Druid，等等，大家如果有興趣的話，可以去搜索一下數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的使用例子和代碼，甚至探索一下數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的底層原理，但這個(gè)不是我們專欄的重點(diǎn)，我們就不會(huì)拓展了。

畢竟我們專欄主要還是會(huì)專注講解MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)本身的內(nèi)容，只不過(guò)在開(kāi)頭的時(shí)候，需要大家對(duì)Java系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互方式有一個(gè)了解。

其實(shí)不光是Java系統(tǒng)，如果你是一個(gè)Python、Ruby、.NET、PHP的程序員，這個(gè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互本質(zhì)都是一樣的，都是基于數(shù)據(jù)庫(kù)連接池去與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。

4、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的連接池是用來(lái)干什么的？

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，我們?nèi)魏我粋€(gè)系統(tǒng)都會(huì)有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池去訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)會(huì)有多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，供多線程并發(fā)的使用。同時(shí)我們可能會(huì)有多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)去訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這都是有可能的。

所以當(dāng)我們把目光轉(zhuǎn)移到MySQL的時(shí)候，我們要來(lái)思考一個(gè)問(wèn)題，那就是肯定會(huì)有很多系統(tǒng)要與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)建立很多個(gè)連接，那么MySQL也必然要維護(hù)與系統(tǒng)之間的多個(gè)連接，所以MySQL架構(gòu)體系中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，就是連接池。

我們看下面的圖，實(shí)際上MySQL中的連接池就是維護(hù)了與系統(tǒng)之間的多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。除此之外，你的系統(tǒng)每次跟MySQL建立連接的時(shí)候，還會(huì)根據(jù)你傳遞過(guò)來(lái)的賬號(hào)和密碼，進(jìn)行賬號(hào)密碼的驗(yàn)證，庫(kù)表權(quán)限的驗(yàn)證。

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5、小作業(yè)：自己試一試寫代碼建立MySQL連接

當(dāng)我們看完今天的內(nèi)容后，大家可以用自己工作中經(jīng)常使用的編程語(yǔ)言，來(lái)寫一下跟MySQL建立連接的代碼，想必寫完之后，再對(duì)照今天的內(nèi)容，感受會(huì)更深一些。

另外，大家可以基于數(shù)據(jù)庫(kù)連接池框架，去寫一下對(duì)應(yīng)的代碼例子，感受一下你建立多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接讓多個(gè)線程并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的效果。

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