数据库底层原理

本文将介绍数据库在储存和通讯时的原理

数据库储存

首先，数据库的作用持久化存储数据，数据库的存储形式就是文件，每一张表就是一个文件，其他数据也是文件形式，比如索引文件。
比如像mysql数据库，其中的数据其实是一个个文件，储存在硬盘中，当其在运行时数据就会暂时存放在内存中，为了更快的查询。

并且数据库在设计时尽量保证每一行信息的长度都是一样的，这样设计在查询时速度是最快的.
这样虽然速度变快了，但是在不建索引的情况下执行sql语句需要遍历整个数据库，对内存的消耗很大。
因此为了更高效地查询数据库，数据库可以根据某一列的信息形成索引文件，或者结合多列形成组合索引。
索引文件中每一列形成一个排序的文件，里面会有数据列和地址。
索引文件小，而且时有序的，使用索引后速度就会提升很多，
索引文件存在时间也特别短，查询完就会销毁，增强了抗并发能力。

数据库通讯

数据库在和其他请求方在进行通讯时，由于需要网络请求，所以在通讯时要使用socket来和端口进行交互。像mysql默认端口号就为3306。

当一个请求方向数据库发送请求想要执行sql语句时，socket接收到请求后会根据编码转化为字符串信息，里面会有sql语句和身份信息等。
如果该请求方是第一次发送请求时则需要进行身份验证，socke会判断其中的身份标记是否合法，如果合法正确会继续放下执行，如果不合法则会直接返回错误。在一次进行身份验证后，后面的每次通信便不需要进行身份认证了，因为在认证一次后会建立链接，并添加标记，以后查看标记就可以完成认证，但是链接会占用内存，要注意及时关闭。

每一个设备和数据库进行连接后，socket都会记录下设备id，这样才知道把数据传到哪里。
同一时刻，一个socket中只能有一个id，如果有多个id，socket会不知道给谁回信息。因此如果有多个请求过来，就来建立多个socket。

在这之后后会解析sql语句，最后在数据库中执行sql语句，在执行时会根据sql中关键字的执行优先级进行执行。
在一条sql语句中可能会包含以下关键字：
select from join where group by having order by 聚合函数 limit top 以及逻辑运算符not and or 。
我们的编写的sql中的这些关键字在语法上的顺序为：

1. select
2. from
3. where
4. group by
5. having
6. order by

这个要求我们在编写sql时必须按照这个顺序书写，但是数据库在执行时并不是按照这个顺序执行。

sql在执行时关键字的优先级：

1. from
2. where
3. group by
4. having
5. select
6. order by