MySQL实战45讲——01|基础架构：一条SQL查询语句是如何执行的

01|基础架构：一条SQL查询语句是如何执行的

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假设有一个最简单的表，表里只有一个ID字段，在执行下面这个查询语句时：

mysql>select * form T where ID = 10;

大体来说，MySQL可以分为Server层和存储引擎层两部分

Server层：连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心功能，以及所有内置函数(如：日期、时间、数学和加密函数)。所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，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，默认存储引擎是InnoDB

各个组件的作用

连接器

用户先连接到这个数据库上，所以连接器就是负责和客户端建立连接、获取用户权限、维持和管理连接

也就是，经典的TCP握手以后，连接器就要验证你的身份，如果失败会报错，如果成功，那么连接器会到权限表里查询你拥有的权限，之后，这个连接里的权限判断都会依赖此时读到的权限

数据库里，长连接是指连接成功之后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。

短连接是指：每次执行完很少的几次查询就断开连接，下一次查询再重新建立

建立连接的过程通常是复杂的，所以尽量减少建立连接的动作，也就是尽量使用长连接

但是问题是，如果全部使用长连接，那么MySQL占用内存会涨的非常快，这是因为MySQL在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的，只有连接断开才会释放，所以长连接累计下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉(OOM)，现象就是MySQL异常重启了

怎么解决呢？

1. 定期断开长连接，使用一段时间或者程序里判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后要查询就再重新建立连接
2. 如果是MySQL5.7或更高的版本，可以在执行一个比较大的操作后，通过执行mysql_reset_conntection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，但是会恢复到刚刚连接的状态

查询缓存

连接建立完成后，你就可以执行select语句了，执行逻辑就会来到第二步：查询缓存

MySQL拿到一个查询请求后，会先到查询缓存中看看，之前是不是执行过这条语句。之前执行过的语句以及结果可能会以key-value的形式被直接缓存在内存中。key是查询的语句，value是查询的结果，如果命中，则直接返回value

如果没有命中，就会继续执行后面的阶段。后面的阶段完毕后，会把结果存入查询缓存

特别的：从上面的阐述来看，你可能会觉得查询缓存是一个非常好用的东西，类似操作系统的cache，但是查询缓存其实是弊大于利的

1. 查询缓存失败的特别频繁，只要有一个对表的更新，那么这个表上的所有的查询缓存都会被清空

除非你是静态表，很久才更新一次，比如说系统配置表

好在MySQL也提供了这种按需使用的方式，你可以将参数query_cache_type设置成DEMAND，这样对默认的SQL语句都不使用查询缓存

而你确定要使用查询缓存的语句，可以使用SQL_CACHE显式指定，如：

mysql>select SQL_CACHE * from T where ID = 10;

值得注意的是：MySQL8直接把这个功能，也就是查询缓存的整块功能给删除了

分析器

如果没有命中查询缓存，那么就要开始真正执行语句了

分析器会先做词法分析，你输入的是由多个字符串和空格组成的一条SQL语句，MySQL需要识别出里面的字符串分别是什么，代表什么，如：

你输入了select，MySQL会识别出这个是一条查询语句，它会把T识别成表名T，字符串ID识别成列ID

然后是语法分析，根据词法分析的结果，语法分析器会根据语法规则判断你输入的这个SQL语句是否满足MySQL语法，不满足就会报错，满足就往下执行

优化器

经过了分析器，MySQL就知道你要做什么了，在开始执行之前，还要先经过优化器的处理，优化器是在表里有多个索引的时候，决定使用哪个索引。或者一个语句有多表关联的时候，决定各个表的连接顺序。如：

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

• 既可以先从表t1里c = 10的记录的ID值，再根据ID值关联到表t2，再判断t2里面d的值是否等于20
• 也可以先从表t2里面取出d = 20的记录的ID的值，再根据ID值关联到t1，再判断t1里面c的值是否等于10

这两种执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行的效率会有不痛，而优化器的作用是决定选择哪个方案

优化器阶段完成之后，这个语句的执行方案就确定下来了，然后进行执行器阶段。关于优化器的部分，以后会细说

执行器

MySQL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

开始执行的时候，要判断你对这个表有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有权限的错误

如果有，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义去使用这个引擎提供的接口

比如刚刚的例子，ID字段没有索引，那么会：

1. 调用innoDB引擎接口取这个表的第一行，判断ID是不是为10，如果不是则跳过，如果是则将这行存入结果集中
2. 调用引擎接口取下一行，重复相同的逻辑判断，直到取到这个表的最后一行
3. 执行器将上诉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

支持，这个语句就执行完成了

对于有索引的表，执行的逻辑也是差不多的，第一次调用的是取满足条件的第一行这个接口，之后循环取满足条件的下一行，这些接口都是在引擎中已经定义好的