本文翻譯自Coding-Geek文章:《 How does a relational database work》。原文鏈接：http://coding-geek.com/how-databases-work/#Buffer-Replacement_strategies 本文翻譯了如下章節(jié), 介紹數(shù)據(jù)庫(kù)整體框架：

Global overview

所謂的數(shù)據(jù)庫(kù)是指一組易于訪問(wèn)和修改的數(shù)據(jù)集合。但是，但是一組簡(jiǎn)單的文件也能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。實(shí)際上，最近簡(jiǎn)單的一些數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)如SQLLite實(shí)現(xiàn)的功能與一組文件沒(méi)有大的差異。但是，SQLLite可以算作設(shè)計(jì)得非常優(yōu)秀的一組文件。因?yàn)樗С郑?

我們現(xiàn)在來(lái)了解一下數(shù)據(jù)庫(kù)包含哪些重要的組件，請(qǐng)看這張數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)圖。

在寫下這篇文章之前，我已經(jīng)研究了大量關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的書籍、文檔、甚至源代碼。因此，別太在意我為何要這樣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)圖，以及這些組件為何取這樣的名字。針對(duì)這篇文檔，我做了一些取舍。真正需要關(guān)注的是這些組件承擔(dān)的不同職責(zé)。 一句話，數(shù)據(jù)庫(kù)是由一組相互交互，功能不同的組件構(gòu)成的系統(tǒng)。

The core components

The PRocess manager 進(jìn)程管理器。許多數(shù)據(jù)庫(kù)都有專用的進(jìn)程池或者線程池管理。甚至，僅僅為了獲得納秒級(jí)的性能提升，許多現(xiàn)代處理器設(shè)計(jì)了專用的線程，代替操作系統(tǒng)的線程。

The network manager 網(wǎng)絡(luò)管理。對(duì)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)I/O是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。所以設(shè)計(jì)了專用的網(wǎng)絡(luò)管理器。

File system manager 文件系統(tǒng)管理。磁盤I/O是數(shù)據(jù)庫(kù)最關(guān)鍵的性能瓶頸(Disk I/O is the first bottleneck of a database)。設(shè)計(jì)一個(gè)文件管理器能完美的與操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)交互，甚至替換操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)是非常主要的。

The memory manager 內(nèi)存管理。為了避免頻繁的磁盤I/O操作，通過(guò)一個(gè)塊大的內(nèi)存來(lái)緩存數(shù)據(jù)是必須的。但是，有了大的內(nèi)存緩存，就需要對(duì)它高效的管理。特別是有大量查詢并發(fā)訪問(wèn)內(nèi)存緩存的時(shí)候。

Security Manager 安全管理。管理用戶授權(quán)和權(quán)限認(rèn)證。

Client manager 客戶端管理。管理客戶端的連接。

The tools

Backup manager 備份管理。數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)。

Recovery manager 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰后重啟，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。

Administration manager 系統(tǒng)管理。元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理(例如表名、表結(jié)構(gòu))。提供工具管理數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)空間配置等。

The query Manager

Query parser 查詢解析器。SQL編譯，檢查查詢語(yǔ)句的有效性。

Query rewriter 查詢重寫器。SQL前置優(yōu)化。

Query optimizer 查詢優(yōu)化器。對(duì)SQL語(yǔ)句做性能上的優(yōu)化(類似C++編譯器優(yōu)化代碼執(zhí)行路徑，提升執(zhí)行效率)。

Query executor 查詢執(zhí)行器。編譯SQL代碼，執(zhí)行查詢數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

The data manager

Transaction manager 事務(wù)管理。啟動(dòng)/提交/回滾事務(wù)。

Cache manager 緩存管理。在讀取數(shù)據(jù)之前將數(shù)據(jù)提前加載到內(nèi)存；在修改數(shù)據(jù)之后將數(shù)據(jù)持久化到磁盤。

Data access manager 數(shù)據(jù)訪問(wèn)管理器。操作磁盤上的數(shù)據(jù)文件。

接下來(lái)的章節(jié)，我將重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)庫(kù)如果執(zhí)行一條SQL的查詢操作。通過(guò)三部分展開(kāi)： - the client manager—客戶端管理 - the query manager—查詢管理 - the data manager —數(shù)據(jù)管理

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