2.1 用户请求的处理过程

用户请求的处理过程

在了解数据库系统各进程模块的功能之前，我们首先要明白系统有那些进程，这些进程又是如何协同处理的。这可以通过系统对用户请求的处理过程来简单说明，其处理过程可见图2-1。

 

 

客户端应用程序在能够访问数据库中的数据之前，必须要建立和数据库系统的连接，这是通过图2-1中的第1到第3步完成的。

（1）监听进程接收到来自客户端应用程序的连接请求。

（2）监听进程选定一个代理进程，将连接请求交给该代理进程处理。

（3）代理进程建立和客户端应用程序的连接。

在建立和数据库系统的连接后，用户就可以通过客户端应用程序发出处理请求。代理进程在处理前，需要优化器进程对SQL语句进行语法分析和优化处理。

（4）代理进程接收到客户端应用程序的请求，将请求交给优化器进程处理。

（5）优化器进程分析、优化SQL语句，生成最终的执行计划，返回代理进程。

代理进程开始处理请求。在处理时，要求所操作数据处于内存中。如果需要处理大批量的数据（例如：通过表扫描查询数据），异步预取进程被激活，将代理进程随后需要的数据事先读入内存，这样可以保证代理进程进一步处理数据时，这些数据已经处于内存中，避免代理进程再次的、直接的I/O处理，从而提高了请求的处理效率。

（6）代理进程发出I/O请求，将当前所需数据读入内存。

（7）异步预取进程被激活，将随后需要的数据事先读入内存。

在代理进程、异步预取进程读数据到内存中时，系统发现内存中没有空闲的、可替代的空间。也就是说，内存中的所有空间都写满了数据，这些数据已经被更新过。在代理进程、异步预取进程能够读数据到内存中之前，需要将内存中已更新的数据必须写入磁盘，以释放空间。

（8）页清除进程被激活，将内存中已更新数据写入磁盘。

数据库系统使用前写日志原则，在内存中的更新数据被写入磁盘之前，和这些更新相关的日志信息需要首先从内存写入磁盘。

（9）页清除进程发信号给日志写进程，日志写进程完成内存中日志信息到日志文件的写操作。

在日志写进程完成后，页清除进程继续处理，内存中被修改的数据写入磁盘，内存空间得到释放。

在得到可用的内存空间后，代理进程、异步预取进程将所需数据读入内存。然后代理进程开始处理数据。

在代理进程完成处理之前，死锁检测进程、检查点进程时间间隔到。

（10）死锁检测进程时间间隔到。死锁检测进程查看代理进程拥有的资源，检查是否由于资源竞争而引起多个代理进程之间的死锁。如果发现死锁，就采取相关算法，解除死锁。

（11）检查点进程时间间隔到。检查点进程阻断所有的代理进程，将内存中的日志信息、已更新的数据全部写入磁盘，在日志文件中记入检查点信息。

代理进程完成请求处理，提交事务，释放相关资源。

（12）代理进程将结果返回客户端应用程序。

以上展示了系统对一个客户端用户请求的处理过程，其目的在于说明数据库系统拥有那些进程以及它们如何工作。在实际的用户请求处理过程中，一般不会按照这个顺序执行。例如：代理进程在处理请求时，内存中已经存在要执行SQL语句的执行计划，不再需要分析、优化；所需数据已经读入内存，不需要磁盘的I/O操作；异步预取进程读数据到内存时，内存中存在满足需要的空闲空间，不需要页清除进程进行内存空间的释放；代理进程在处理过程中，死锁检查进程和检查点进程没有被激活，等等。