MySQL执行流程
文章目录
- 一条SQL语句是怎么执行的？
- 1.1 连接
- 1.2 查询缓存
- 1.3 语法解析和预处理
- 1.4. 查询优化（Query Optimizer）与查询执行计划
- 1.5 存储引擎
- 1.6. 执行引擎（Execution Engine），返回结果
一条SQL语句是怎么执行的？
1.1 连接
首先，数据是存储在MySQL服务端的，应用程序或者工具都是客户端，客户端想要读写数据，第一步得跟服务端建立连接。
1.2 查询缓存
MySQL内部自带了一个缓存模块，但是MySQL的缓存默认是关闭的，因为MySQL自带的缓存的应用场景有限，第一个是它要求SQL语句必须一模一样，例如中间多一个空格、字母大小写不同都被认为是不一样的SQL语句。
第二个是表里面的任何一条数据发生变化的时候，这张表所有的缓存都会失效，所以对于大量数据更新的应用，也不适合。
缓存这一块还是交给ORM框架，或者独立的缓存服务，比如Redis来处理更合适。
在MySQL8.0中，查询缓存已经被移除了。
可以使用这行语句来查看MySQL查询缓存的相关属性
show variables like 'query_cache%';
1.3 语法解析和预处理
假如随便执行一个字符串，服务器报了一个1064的错：
[Err] 1064 - You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the rightsyntaxtousenear’penyuyan’atline1 它是怎么知道输入的内容是错误的？
这个就是MySQL的Parser解析器和Preprocessor预处理模块。
这一步主要做的事情是对SQL语句进行词法和语法分析和语义的解析
1.3.1.词法解析
词法分析就是把一个完整的SQL语句打碎成一个个的单词。
比如一个简单的SQL语句：
select name from user where id=1
它会打碎成8个符号，每个符号是什么类型，从哪里开始到哪里结束。
1.3.2.语法解析
第二步就是语法分析，语法分析会对SQL做一些语法检查，比如单引号有没有闭合，
然后根据MySQL定义的语法规则，根据SQL语句生成一个数据结构。
这个数据结构我们把它叫做解析树（select_lex）。
词法语法分析是一个非常基础的功能，编译器、搜索引擎如果要识别语句，必须也要有词法语法分析功能。
1.3.3 预处理器
如果写了一个词法和语法都正确的SQL，但是表名或者字段不存在，会在哪里报错？
是解析的时候报错还是执行的时候报错？
实际上还是在解析的时候报错，解析SQL的环节里面有个预处理器。
它会检查生成的解析树，解决解析器无法解析的语义。比如，它会检查表和列名是否存在，检查名字和别名，保证没有歧义。
预处理之后得到一个新的解析树。
1.4. 查询优化（Query Optimizer）与查询执行计划
1.4.1 什么是优化器？
解析树是一个可以被执行器认识的数据结构。
一条SQL语句是不是只有一种执行方式？或者说数据库最终执行的SQL是不是就是发送的SQL？
这个答案是否定的。一条SQL语句是可以有很多种执行方式的，最终返回相同的结果，他们是等价的。但是如果有这么多种执行方式，这些执行方式怎么得到的？最终选择哪一种去执行？根据什么判断标准去选择？
这个就是MySQL的查询优化器的模块（Optimizer）。
查询优化器的目的就是根据解析树生成不同的执行计划（ExecutionPlan），然后选择一种最优的执行计划，MySQL里面使用的是基于开销（cost）的优化器，那种执行计划开销最小，就用哪种。
可以使用这个命令查看查询的开销：
show status like 'Last_query_cost';
1.4.2 优化器可以做什么？
MySQL的优化器能处理哪些优化类型呢？
举两个简单的例子：
1、当我们对多张表进行关联查询的时候，以哪个表的数据作为基准表（先访问哪张表）。
2、有多个索引可以使用的时候，选择哪个索引。
3、对于查询条件的优化，比如移除1=1 之类的恒等式，移除不必要的括号，表达式的计算，子查 询和连接查询的优化。
…
1.4.3. 优化器得到的结果
优化器最终会把解析树变成一个执行计划（execution_plans），执行计划也是一个数据结构。
当然，这个执行计划是不是一定是最优的执行计划呢？不一定，因为MySQL也有可能覆盖不到所有的执行计划。
我们怎么查看MySQL的执行计划呢？比如多张表关联查询，先查询哪张表？在执行查询的时候可能用到哪些索引，实际上用到了什么索引？
MySQL提供了一个执行计划的工具。我们在SQL语句前面加上EXPLAIN，就可以看到执行计划的信息。
EXPLAIN select cust_name from customer where cust_id=14;
如果要得到详细的信息，还可以用FORMAT=JSON。
1.5 存储引擎
1.5.1 存储引擎基本介绍
表在存储数据的同时，还要组织数据的存储结构，这个存储结构就是由我们的存储引擎决定的，所以我们也可以把存储引擎叫做表类型。
在MySQL里面，支持多种存储引擎，他们是可以替换的，所以叫做插件式的存储引擎。
1.5.2 查看存储引擎
查看数据库里面已经存在的表的存储引擎：
show table status from `ssm_crm`;
在MySQL里面，我们创建的每一张表都可以指定它的存储引擎，而不是一个数据库只能使用一个存储引擎。存储引擎的使用是以表为单位的（所以叫表类型）。而且，创建表之后还可以修改存储引擎。
默认情况下，每个数据库都有一个自己的文件夹，存储在服务器端，可以通过下面这条语句查看
show variables like 'datadir';
任何一个存储引擎都有一个frm文件，这个是表结构定义文件。
不同的存储引擎存放数据的方式不一样，产生的文件也不一样，innodb 是 1 个，
memory没有，myisam是两个。
1.5.3 存储引擎比较
我们可以用这个命令查看MySQL对存储引擎的支持情况：
show engines;
其中有存储引擎的描述和对事务、XA协议和savepoints的支持。
XA协议用来实现分布式事务（分为本地资源管理器，事务管理器）。
Savepoints用来实现子事务（嵌套事务）。创建了一个Savepoints之后，事务就可以回滚到这个点，不会影响到创建Savepoints之前的操作。
MyISAM(3个文件）
MySQL自带的存储引擎，由ISAM升级而来。
应用范围比较小。表级锁定限制了读/写的性能，因此在Web 和数据仓库配置中，它通常用于只读或以读为主的工作。
特点：
支持表级别的锁（插入和更新会锁表）。不支持事务。
拥有较高的插入（insert）和查询（select）速度。
存储了表的行数（count速度更快）。
（怎么快速向数据库插入100万条数据？我们有一种先用MyISAM插入数据，然后
修改存储引擎为InnoDB的操作。）
适合：只读之类的数据分析的项目。
InnoDB（2个文件）
mysql5.7中的默认存储引擎。 InnoDB是一个事务安全（与ACID兼容）的MySQL存储引擎，它具有提交、回滚和崩溃恢复功能来保护用户数据。InnoDB行级锁（不升级为更粗粒度的锁）和Oracle风格的一致非锁读提高了多用户并发性和性能。InnoDB将用户数据存储在聚集索引中，以减少基于主键的常见查询的I/O。为了保持数据完整性，InnoDB还支持外键引用完整性约束。
特点：
支持事务，支持外键，因此数据的完整性、一致性更高。
支持行级别的锁和表级别的锁。
支持读写并发，写不阻塞读（MVCC）。
特殊的索引存放方式，可以减少IO，提升查询效率。
适合：经常更新的表，存在并发读写或者有事务处理的业务系统。
Memory（1 个文件）
将所有数据存储在RAM中，以便在需要快速查找非关键数据的环境中快速访问。这个引擎以前被称为堆引擎。其使用案例正在减少； InnoDB及其缓冲池内存区域提供了一种通用、持久的方法来将大部分或所有数据保存在内存中，而ndbcluster为大型分布式数据集提供了快速的键值查找。
特点：
把数据放在内存里面，读写的速度很快，但是数据库重启或者崩溃，数据会全部消失。只适合做临时表。
将表中的数据存储到内存中。
默认使用哈希索引。
CSV(3个文件）
它的表实际上是带有逗号分隔值的文本文件。 csv表允许以csv格式导入或转储数据，以便与读写相同格式的脚本和应用程序交换数据。因为csv 表没有索引，所以通常在正常操作期间将数据保存在innodb表中，并且只在导入或导出阶段使用csv表。
特点：不允许空行，不支持索引。格式通用，可以直接编辑，适合在不同数据库之
间导入导出。
不同的存储引擎提供的特性都不一样，它们有不同的存储机制、索引方式、锁定水平等功能。
我们在不同的业务场景中对数据操作的要求不同，就可以选择不同的存储引擎来满足我们的需求，这个就是MySQL支持这么多存储引擎的原因。
1.5.4 如何选择存储引擎
如果对数据一致性要求比较高，需要事务支持，可以选择InnoDB。
如果数据查询多更新少，对查询性能要求比较高，可以选择MyISAM。
如果需要一个用于查询的临时表，可以选择Memory。
如果所有的存储引擎都不能满足你的需求，并且技术能力足够，可以根据官网内部
手册用C语言开发一个存储引擎：
https://dev.mysql.com/doc/internals/en/custom-engine.html
按照这个开发规范，实现相应的接口，给执行器操作。
也就是说，为什么能支持这么多存储引擎，还能自定义存储引擎，表的存储引擎改了对Server访问没有任何影响，就是因为大家都遵循了一定了规范，提供了相同的操作接口。
1.6. 执行引擎（Execution Engine），返回结果
执行器，或者叫执行引擎，它利用存储引擎提供的相应的API来完成操作。最后把数据返回给客户端，即使没有结果也要返回。
总结：一条SQL语句的执行流程大致为，客户端先与MySQL服务器建立连接，然后，发送一条查询语句，如果MySQL开启了缓存的话，会将SQL语句存到缓存中，然后，解析器进行词法和语法的解析，接着预处理器会进行再次检查，比如检查表名和列名是否存在，没有问题的话，优化器会对SQL语句进行优化，生成一个执行计划，交给执行器执行SQL，执行器调用存储引擎，存储引擎读取磁盘数据，将查询结果交给执行器，执行器再将查询结果反馈给客户端或缓存。
如有不对或不足之处，欢迎指正，谢谢！