数据库如何在内部工作？[关闭]

Question 1

在过去的几年中，我一直在使用数据库，我想我在使用它们方面已经相当胜任。但是，我最近在阅读有关乔尔泄漏抽象定律的信息，我意识到，即使我可以编写查询从数据库中获取几乎所有我想要的东西，但我也不知道数据库实际上是如何解释查询的。有谁知道解释数据库内部工作方式的好文章或书籍？

我感兴趣的一些特定事物是：

数据库实际上要做什么才能找出与select语句匹配的内容？
数据库如何用几个“ where key1 = key2”语句对查询的联接进行不同的解释？
数据库如何存储其所有内存？
索引如何存储？

Question 2

数据库实际上要做什么才能找出与select语句匹配的内容？

直言不讳，这只是蛮力问题。简单来说，它会读取数据库中的每个候选记录，并将表达式与字段进行匹配。因此，如果您具有“从name ='fred'的表中选择*”，它将逐字遍历每条记录，获取“ name”字段，然后将其与“ fred”进行比较。

现在，如果对“ table.name”字段建立了索引，则数据库将（可能但不一定）首先使用索引来定位候选记录以将实际过滤器应用于该记录。

这减少了将表达式应用到的候选记录的数量，否则它将执行我们所谓的“表扫描”，即读取每一行。

但是从根本上讲，无论如何，它定位候选记录的方式都与应用实际过滤器表达式的方式不同，并且显然可以进行一些巧妙的优化。

数据库如何用几个“ where key1 = key2”语句对查询的联接进行不同的解释？

好吧，联接用于创建新的“伪表”，并在该伪表上应用过滤器。因此，您具有过滤条件和联接条件。连接条件用于构建此“伪表”，然后对此应用过滤器。现在，在解释联接时，它又是与过滤器相同的问题-蛮力比较和索引读取以构建“伪表”的子集。

数据库如何存储其所有内存？

好的数据库的关键之一是如何管理其I / O缓冲区。但是它基本上将RAM块与磁盘块匹配。使用现代的虚拟内存管理器，更简单的数据库几乎可以依赖VM作为其内存缓冲区管理器。高端数据库管理员自行完成所有这些操作。

索引如何存储？

通常B +树，您应该查找它。这是一种已经存在多年的简单技术。大多数平衡树都共享它的好处：对节点的一致访问以及所有叶节点都被链接在一起，因此您可以轻松地按键顺序在节点之间遍历。因此，有了索引，就可以将行视为数据库中特定字段的“排序”，并且数据库可以利用该信息来使其受益于优化。例如，这与为索引使用哈希表不同，后者仅使您可以快速访问特定记录。在B树中，您不仅可以快速获取特定记录，还可以快速获取已排序列表中的某个点。

在数据库中存储和索引行的实际机制非常简单明了，并且很容易理解。游戏正在管理缓冲区，并将SQL转换为有效的查询路径，以利用这些基本存储习惯。

然后，在存储习惯之外，整个多用户，锁定，日志记录和事务变得复杂。

Question 3

数据库实际上要做什么才能找出与select语句匹配的内容？

数据库正在使用索引（请参见下文）
数据库如何用几个“ where key1 = key2”语句对查询的联接进行不同的解释？通过合并树，可以将Join Operations转换为二叉树操作。
数据库如何存储其所有内存？

内存映射文件可更快地访问其数据
索引如何存储？

在内部，DB正在使用B树进行索引。

这应该在维基百科上有更详细的解释。

http://en.wikipedia.org/wiki/B-tree

http://en.wikipedia.org/wiki/数据库

Question 4

除了阅读之外，使用数据库工具检查数据库在查询中使用的执行计划也可能是有益的。除了深入了解查询的工作方式之外，您还可以尝试使用一些技术，通过更好的反馈循环来优化查询。

Question 5

Saif，绝佳链接。概览概述，涵盖了大多数主题，并提供了有关特定供应商实施的详细信息。

我做了三遍尝试写一个解释，但这确实是一个太大的话题。查看Hellerstein的文章（Saif链接到的berkeley服务器上的文章），然后询问细节。

值得注意的是，在任何给定的DBMS中仅实现了一部分“已知的好主意”。例如，SQLite甚至不执行哈希联接，而仅执行嵌套循环（ack !!）。但是，这是一个易于嵌入的dbms，并且运行良好，因此，由于缺乏复杂性而不得不说。

了解DBMS如何收集统计信息以及如何使用它来构建查询计划，以及首先学习如何阅读查询计划，是一项非常宝贵的技能-如果您必须选择一个“数据库内部”主题来学习，学习这个。这将带来巨大的变化（并且您将永远不会再无意间写出笛卡尔积... ;-)）。

Question 6

如果您想了解更多详细信息，我建议您获取sqlite来源并查看其工作方式。它是完整的，尽管还没有更大的开源和商业数据库的规模。如果您想了解更多详细信息，我建议您使用《 SQLite权威指南》，它不仅对sqlite做出了很好的解释，而且还是我所知道的最易读的技术书籍之一。在MySQL方面，您可以从MySQL Performance Blog以及书本中学习O'Reilly高性能MySQL（V2），该博客是其中的作者之一。