你真的了解MySQL吗？MySQL基础架构：一条MySQL查询语句时如何执行的（MySQL的连接器、分析器、优化器、连接器的作用）

提纲

MySQL基础架构

MySQL 可以分为 Server 层和存储引擎层两部分。

• Server 层
  • 由查询缓存、连接器、分析器、优化器、执行器组成。
  • 所有的跨存储引擎功能都在这层实现，如存储过程、触发器、视图
• 存储引擎
  • 主要负责数据的存储于读取
  • 架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。

 

Server层

连接器

作用

连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。

 

建立连接

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

 

权限认证

在完成经典的 TCP 握手后，连接器就要开始认证身份

• 密码错误：收到"Access denied for user"的错误，然后客户端程序结束执行。
• 密码正确：读取用户权限。后续所有的权限判断逻辑，都是基于此时获取到的权限进行的
  • 当用户成功建立连接后，即使用管理员账号对这个用户的权限做了修改，也不会影响已经存在连接的权限

 

查询已连接用户

 

连接超时断开

在建立连接后的一段时间，如果客户端没有操作，MySQL服务端将会主动断开连接

• wait_timeout：默认值是 8 小时

 

长连接带来的内存占用问题

因为建立连接的过程较复杂，我们一般会使用长连接。

MySQL执行过程中使用的临时内存是管理在连接对象中的，只有连接断开后才会被释放。严重的会导致 MySQL 异常重启。

 

解决长连接带来的内存占用问题

• 定期断开长连接。使用一段时间，或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后要查询再重连。
• 重新初始化连接资源。MySQL 5.7 或更新版本，在每执行一个比较大的操作后，通过执行 mysql_reset_connection 来重新初始化连接资源。
  • 这个过程不需要重连和重新做权限验证，会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。

 

查询缓存

是什么

MySQL 拿到一个查询请求后，会先查缓存，如果命中则直接返回。

 

弊端

每当进行了数据更新操作，查询缓存就会被清空。

• 对于更新频繁的表来说，将会导致查询缓存的命中率极低。
• 只有在静态表上，才有必要使用查询缓存

 

其他

MySQL 8.0+ 已经删掉了查询缓存

 

分析器

是什么

分析器会对要执行的 SQL 语句进行词法分析和语法分析

 

词法分析

对 SQL 语句中的字符进行解析，解析出其含义。

• 从 select 关键字识别出来，这是一个查询语句
• 它要把字符串“T”识别成“表名 T”
• 把字符串“ID”识别成“列 ID”

 

语法分析

分析输入的 SQL 语句是否符合 MySQL 预发规范

• 如果语句不对，就会收到“You have an error in your SQL syntax”

mysql> elect * from t where ID=1;
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

 

优化器

是什么

优化器会对要执行的 SQL 语句的执行策略进行优化

• 索引：当包含多个索引时，使用哪个索引
• join：当多个表连接的时候，绝对各表连接顺序

 

作用

mysql> select * from t1 join t2 using(ID)  where t1.c=10 and t2.d=20;

当多表 JOIN 时候，不同的执行方法逻辑结果是一样，但是执行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。

• 先查询 t1 表， c = 10 的数据，再根据 ID 与 t2 表 join
• 先查询 t2 表， d = 20 的数据，再根据 ID 与 t1 表 join

 

执行器

作用

通过分析器知道了你要做什么，通过优化器知道了该怎么做，于是就进入了执行器阶段，开始执行语句。

 

执行过程

• 判断执行权限

mysql> select * from T where ID=10;

ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'

• 调用执行引擎接口，执行 SQL 语句
  • 调用 InnoDB 引擎接口取这个表的第一行，判断 ID 值是不是 10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中
  • 调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
  • 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集，作为结果集返回给客户端。
  • 如果表存在索引，则执行步骤有些许不同

调用 InnoDB 引擎接口取这个表的第一行 -> 取这个表，满足条件的第一行

• 调用引擎接口取“下一行” -> 调用引擎接口取“满足条件的下一行”

 

rows_examined

数据库的慢查询日志中看到一个 rows_examined 的字段，表示这个语句执行过程中扫描了多少行。

• 这个值是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的（并不是执行引擎扫描了多少航）
  • 换句话说，就是执行器调用执行引擎获取数据行的次数

• 在有些场景下，执行器调用一次，在引擎内部则扫描了多行、因此执行引擎扫描行数跟 rows_examined 并不是完全相同的