【连载】关系型数据库是如何工作的？（7） - 数据库架构视图

现在我们可以看看数据库内部都有什么组件。一个数据库就是容易访问和修改的信息集合，实际上，一组简单的文件就可以做到。最简单的数据库SQLite就是由一组简单文件组成的，并且是一组精心设计的一组文件，它允许你：

• 通过事务保证数据的安全性和一致性；
• 即时海量数据也能保证快速处理数据。

通常，一个数据的组件视图如下：

在写下这部分内容之前，我阅读了很多书籍和论文，每一个都有其特有的方式来描述数据库。因此就不要纠结我怎么组织数据库，或者我怎么命名这些组件，因为我已经为此考虑良久来适合这篇文章。不同的组件并不重要，重要的是将一个数据库划分为多个组件及其之间的联系。

核心组件

• 进程管理器：许多数据库都包含一个被管理的进程或线程池。而且为了支持纳秒，很多数据库使用它们自己的线程而不是操作系统线程。
• 网络管理器：网络IO是一个很重要的议题，尤其对于分布式数据库，因此一些数据库有它们自己的网络管理器。
• 文件系统管理器：磁盘IO是数据库的第一瓶颈，因此用一个管理器来完美的处理操作系统文件系统，甚至取而代之就极其重要。
• 内存管理器：为了避免磁盘IO的瓶颈，一个大的内存是必要的。但是如果你处理一个很大的内存，那就需要一个高效的管理器，尤其是当你有大量并发的使用内存的查询请求时。
• 安全管理器：用于管理身份认证和用户权限。
• 客户端管理器：用于管理客户端连接。
• …

工具

• 备份管理器：保护和恢复数据；
• 恢复管理器：宕机后保证数据状态的一致性，并正常重启；
• 监控管理器：记录数据库的行为，并提供工具来监控；
• 数据库管理器：存储元数据（像表的名字和结构），并提供工具管理数据库、Schemas、表空间…
• …

查询管理

• 查询解析器：检查查询语句是否有效；
• 查询重写器：预优化查询；
• 查询优化器：优化查询；
• 查询执行器：编译并执行查询语句；

数据管理

• 事务管理器：处理事务；
• 缓存管理器：在从磁盘读或写之前，把数据先放入内存；
• 数据访问管理器：访问在磁盘上的数据。

这篇文章的其余部分，我会聚焦于一个数据库如何管理一个查询的一下过程：

• 客户端管理
• 查询管理
• 数据管理（包括数据恢复）

下一章节我们首先介绍客户端管理。