# 【StoneDB 模組介紹】伺服器模組

## 一、介紹

客戶端程式和伺服器程式本質上都是計算機上的一個程式，客戶端程式向伺服器程式傳送請求的過程本質上是一種程式間通訊的過程，StoneDB 資料庫服務程式作為伺服器程式，客戶端只要遵循規定的通訊協議，都可以進行連線，包括但不限於 odbc、jdbc、.net 等。

那麼，客戶端連線到 StoneDB 資料庫服務程式後，向伺服器傳送了請求，伺服器是如何處理，才能產生最後的結果。客戶端可以向伺服器傳送增刪改查等各類請求，本文以比較複雜的**查詢請求為例**，來展示下伺服器模組處理的大致過程，如下圖：

![file](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-81dd817925557c67970c1eca268474bdb99.png)

## 二、聯結器

客戶端可以採用 TCP/IP、命名管道、共享記憶體或者 UNIX 域套接字等方式與伺服器連線，每當有一個客戶端連線到伺服器時，伺服器都會建立一個執行緒與客戶端建立連線，專門與這個客戶端進行互動。當客戶端與伺服器斷開連線時，伺服器不會銷燬連線的執行緒，會將執行緒回收快取起來，等新的客戶端連線時將其喚醒使用，避免執行緒頻繁地建立和銷燬帶來的開銷，即連線執行緒池技術；

客戶端在連線伺服器時，會傳送主機資訊、使用者名稱、密碼等資訊，伺服器會對這些資訊進行認證，如果認證失敗則會拒接連線。

當連線建立後，負責與客戶端連線的執行緒會一直迴圈等待客戶端的訊息，收到訊息後，去進行下一步處理。

![file](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-908695c0850ef2ef04acf1690958e7788fa.png)

#### 1. 功能入口

```c
handle_connections_methods()
```

#### 2. 建立連線

支援 CP/IP 協議、UnixSocket、共享記憶體和命名管道方式，建立連線成功後，喚醒執行緒池中的一個執行緒，來處理該連線。以上幾種方式支援情況如下：

TCP/IP：支援跨平臺、跨主機之間通訊。

UnixSocket：支援類 Unix 系統，同一主機上通訊。

共享記憶體：支援 Windows 系統，同一主機上通訊。

命名管道：支援 Windows 系統，同一主機上通訊。

*函式介面：*

1）命名管道連線處理執行緒。

```c
handle_connections_namedpipes()
```

2）共享記憶體連線處理執行緒。

```c
handle_connections_shared_memory()
```

3）socket 連線處理執行緒 -unix socket 和 tcp/ip 都在其中實現。

```c
handle_connections_sockets_thread()
```

#### 3. 許可權認證

對主機、埠、賬戶和密碼等進行認證。

*函式介面：*

```c
check_connection()
```

#### 4. 迴圈接收指令

與客戶端互動，對 insert、update、select、delete 等指令進行處理。

*程式碼塊：*

```
while (thd_is_connection_alive(thd))
{
  mysql_audit_release(thd);
  if (do_command(thd))
      break;
}
```

#### 5. 關閉連線

在正常關閉連線情況下，服務檢測到連線關閉，然後釋放相關資源，將執行緒放回執行緒中。

*函式介面：*

```c
end_connection()
close_connection()
```

#### 6. 執行緒池

使用執行緒池技術，可以避免執行緒重複建立和銷燬帶來的開銷，也可在高併發的場景下，帶來效率的提升。

## 三、查詢快取

StoneDB 伺服器（博主都是部署在[cnaaa伺服器](https://www.cnaaa.com/)上的）程式在處理查詢請求時，會把之前處理過的查詢請求和查詢結果快取起來，如果下次有相同的查詢請求過來，直接從快取中取出結果，然後返回給客戶端，增加了處理效率。而且查詢快取是共享的，不同客戶端連線共享查詢快取，比如：如果客戶端 A 進行了一個請求，然後客戶端 B 傳送了一個同樣的查詢請求，那麼客戶端 B 這次的查詢請求可以直接從查詢快取中拿取返回，跳過了解析、最佳化和執行等階段，提高了查詢效率。

但是查詢快取既然是快取，就有快取失效的時候，StoneDB 資料庫系統會監測快取涉及的每一張表，當其中的表的結構或者資料被修改時，那麼所有與該表相關的查詢快取都會從查詢快取中刪除。

值得注意得是：查詢緩雖然有時候可以提升查詢效率，但是在生產環境中命中的機率不高，而且不得不為了維護查詢快取，而帶來一些額外的開銷，比如：查詢快取更新和失效處理，每次請求都要去查詢快取中檢索等，所以不建議使用。如果想關閉查詢快取功能，可以在 stonedb.cnf 檔案中配置 query_cache_type=0 和 query_cache_size=0 來關閉此查詢快取的使用。 ![file](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-e9dc5ed66dcc90dd4d3a5a0357ae82dfde6.png)

#### 1. 功能入口

```c
query_cache_send_result_to_client()
```

#### 2. 語句處理

拿到網路包資料，判斷是否為 select 語句，並對語句間隙進行賦 0 處理等。

#### 3. 快取 hash 查詢

透過 hash 查詢快取中有沒有該語句的查詢記錄。 *函式介面:*

```c
my_hash_search()
```

#### 4. 許可權檢查

判斷該使用者是否具有查詢該表的許可權。

*函式介面：*

```c
check_table_access()
```

但是不檢查列許可權，如果需要檢查列許可權，則退出去解析。

#### 5. 傳送命中資料

將命中的快取資料，拆包後依次傳送給客戶端。

*函式介面：*

```c
send_data_in_chunks()
```

## 四、解析器

如果查詢快取未命中，則需要進入解析階段，因為客戶端傳送給伺服器的只是一段文字，所以 StoneDB 伺服器程式首先要對這段文字進行解析，解析主要分為詞法解析和語法解析。StoneDB 對將詞法解析和語法解析相互結合，將自己實現的 lex 解析和開源的 yacc 相結合，生成對應的解析樹。

![file](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-e6c9be855b38dac71f61c598e40cf6121a8.png)

#### 1. 功能入口

```c
parse_sql()
```

#### 2. 詞法解析

將一個完整的 sql 語句解析成一個個單詞或字元，比如：select stone,db from stonetable 會被拆分成 5 個單詞，並檢查 token 是否為關鍵字等。

*函式介面：*

```c
MySQLlex()
```

#### 3. 語法解析

檢查 sql 語句的語法，比如 "(" 有沒有閉合，是否遵循 StoneDB 語法規則等，最終形成一個解析樹（select_lex）。

*函式介面：*

```c
MYSQLparse()
```

#### 4.select 許可權認證

判斷對相應表和列有沒有 select 許可權。

*函式介面：*

```c
select_precheck()
```

## 五、StoneDB 引擎的最佳化器和執行器

再經過解析器後，得到解析樹之後，還需要做預處理。但是這些是不夠的，因為我們寫的 sql 語句執行起來可能並不高效，這時候就需要 StoneDB 最佳化器了，StoneDB 最佳化器會對我們的語句做一些最佳化，如表示式轉化、子查詢轉連線等等，最佳化的結果就是生成一個高效的執行計劃，然後 StoneDB 執行器會根據這個執行計劃進行具體操作。 ![file](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-76ecb19df8626bc7d87bdbd0cf55ae122dc.png)

#### 1. 功能入口

```c
SDB_HandleSelect()
```

#### 2. 預處理

為整個查詢做預處理，包括子查詢。進一步檢查引數合法性，having 等條件的處理，形成更準確的計算描述，生成一個最佳化過的解析樹。

*函式介面：*

```c
prepare()
```

#### 3. 最佳化

一個查詢語句可能有多個執行方案，最佳化器基於獨特的知識網格技術，計算出最優的查詢方案。

*函式介面：*

```c
optimize()
```

#### 4. 執行器

根據最佳化器給的執行計劃，實施具體操作。

*函式介面：*

```c
Execute()
```

【StoneDB 模組介紹】伺服器模組

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