基础架构：一条SQL查询语句是如何执行的？

内容导读

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内容图文

导读

• Mysql在中小型企业中是个香饽饽，目前主流的数据库之一，几乎没有一个后端开发者不会使用的，但是作为一个老司机，仅仅会用真的不够。
• 今天透过一个简单的查询语句来讲述在Mysql内部的执行过程。

select * from table where id=10;

撸它

• 首先通过一张图片来了解一下Mysql的基础架构，如下：

• 从上图可以看出，Mysql大致分为Server层和存储引擎层两部分。
• Server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器等，其中包含了Mysql的大多数核心功能以及所有的内置函数（如日期，时间函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
• 存储引擎层负责数据的存储和提取。它的架构是可插拔式的，支持InnoDB、MyISAM等多个存储引擎。Mysql中主流的存储引擎是InnoDB，由于它对事务的支持让它从Mysql5.5.5版本开始成为了默认的存储引擎。
• 大致了解了整体架构，现在说说每一个基础的模块都承担着怎样的责任。

1. 连接器

• 顾名思义，是客户端和Mysql之间连接的媒介，负责登录、获取权限、维持连接和管理连接。连接命令一般如下：

mysql [-h] ip [- P] port -u [user] -p

• 在完成经典的TCP握手后，连接器会开始认证身份，要求输入密码。
• 密码认证通过，连接器会查询出拥有的权限，即使管理员修改了权限，也不会影响你这次的连接，只有重新连接才会生效。
• 密码认证失败，会收到提示信息Access denied for user。
• 连接完成后，没有后续动作的连接将会变成空闲连接，你可以输入show processlist命令看到它。如下图，其中的Command这一列显示为sleep的这一行表示在系统里面有一个空闲连接。

• 客户端如果太长时间没有执行动作，连接器将会自动断开，这个时间由参数wait_timeout控制，默认值是8小时。
• 如果在连接被断开之后，客户端再次发送请求的话，就会收到一个错误提醒： Lost connection to MySQL server during query。这时候如果你要继续，就需要重连，然后再执行请求了。

2. 查询缓存【废材，8.0 版本完全删除】

• 连接建立完成后，你就可以select语句了，执行之前会查询缓存。
• 查询缓存在Mysql中的是默认关闭的，因为缓存命中率非常低，只要有对表执行一个更新操作，这个表的所有查询缓存都将被清空。怎么样？一句废材足以形容了！！！
• 废材的东西不必多讲，主流的Redis的缓存你不用，别再搞这废材了。

3. 分析器

• 如果没有命中查询缓存，就要执行查询了，但是在执行查询之前，需要对SQL语句做解析，判断你这条语句有没有语法错误。
• 分析器会做 '词法分析' ，你输入的无非可就是多个字符串和空格组成的SQL语句，MYSQL需要识别出里面的字符串是什么，代表什么，有没有关键词等。
• MYSQL会从你输入的select 这个关键字识别出来是一个查询语句，table是表名，id是列名。
• 做完这些会做 '语法分析' ，根据MYSQL定义的规则来判断你的SQL语句有没有语法错误，如果你的语法不对，就会收到类似如下的提醒：

ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'elect * from t where ID=1' at line 1

• 一般语法错误会提示第一个出现错误的位置，所以你要关注的是紧接“use near”的内容。

4. 优化器

• 经过分析器词法和语法的分析，此时就能知道这条SQL语句是干什么的。但是在开始执行之前，MYSQL底层还要使用优化器对这条SQL语句进行优化处理。
• MYSQL内部会对这条SQL进行评估，比如涉及到多个索引会比较使用哪个索引代价更小、多表join的时候会考虑决定各个表的连接顺序。
• 优化器的作用一句话总结：根据MYSQL内部的算法决定如何执行这条SQL语句来达到MYSQL认为代价最小目的。
• 优化器阶段完成后，这个语句的执行方案就确定了，接下来就交给执行器执行了。

5. 执行器

• MYSQL通过分析器知道了要做什么，通过优化器知道了如何做，于是就进入了执行器阶段。
• 执行器开始执行之前，需要检查一下用户对表table有没有执行的权限，没有返回权限不足的错误，有的话就执行。
• 执行也是分类的，如果Id不是索引则全表扫描，一行一行的查找，如果是索引则在索引组织表中查询，索引的查询很复杂，其中涉及到B+树等算法，这里不再详细介绍。

总结

• 一条SQL语句在MYSQL内部执行的过程涉及到的内部模块有：连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器、存储引擎。

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内容总结

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