MySQL 运行机制

1. 运行机制图解

2. 运行过程

2.1 建立连接（Connectors & Connection Pool）

通过 客户端/服务器通信协议 与 MySQL 建立连接。MySQL 客户端与服务端的通信方式是“ 半双工 ”。对于每一个 MySQL 的连接，时刻都有一个线程状态来标识这个连接正在做什么。

通讯机制：

• 全双工：能同时发送和接收数据，例如平时打电话。
• 半双工：指的某一时刻，要么发送数据，要么接收数据，不能同时。例如早期对讲机
• 单工：只能发送数据或只能接收数据。例如单行道

线程状态：

show processlist; //查看用户正在运行的线程信息，root 用户能查看所有线程，其他用户只能看自己的

在这里插入图片描述

Id： 线程ID，可以使用 kill xx杀死当前线程；

image

User：启动这个线程的用户

Host：发送请求的客户端的IP和端口号

db：当前命令在哪个库执行

Command：该线程正在执行的操作命令

• Create DB：正在创建库操作
• Drop DB：正在删除库操作
• Execute：正在执行一个PreparedStatement
• Close Stmt：正在关闭一个PreparedStatement
• Query：正在执行一个语句
• Sleep：正在等待客户端发送语句
• Quit：正在退出
• Shutdown：正在关闭服务器

Time：表示该线程处于当前状态的时间，单位是秒

State：线程状态

• Updating：正在搜索匹配记录，进行修改
• Sleeping：正在等待客户端发送新请求
• Starting：正在执行请求处理
• Checking table：正在检查数据表
• Closing table： 正在将表中数据刷新到磁盘中
• Locked：被其他查询锁住了记录
• Sending Data：正在处理Select查询，同时将结果发送给客户端

Info：一般记录线程执行的语句，默认显示前100个字符。

show full processlist; // 查看完整的线程执行语句

2.2 查询缓存（Cache & Buffer）

这是 MySQL 的一个可优化查询的地方，如果开启了查询缓存且在查询缓存过程中查询到完全相同的 SQL 语句，则将查询结果直接返回给客户端；如果没有开启查询缓存或者没有查询到完全相同的 SQL 语句则会由解析器进行语法语义解析，并生成“解析树”。

• 缓存 Select 查询的结果和 SQL 语句

• 执行 Select 查询时，先查询缓存，判断是否存在可用的记录集，要求完全相同（包括参数值），这样才会匹配缓存数据命中。

• 即使开启查询缓存，以下 SQL 也不能缓存

  • 查询语句使用 SQL_NO_CACHE
  • 查询的结果大于 query_cache_limit 设置
  • 查询中有一些不确定的参数，比如 now()

show variables like '%query_cache%'; //查看查询缓存是否启用，空间大小，限制等

show status like 'Qcache%'; //查看更详细的缓存参数，可用缓存空间，缓存块，缓存多少等

2.3 解析器（Parser）

将客户端发送的 SQL 进行语法解析，生成 "解析树" 。预处理器根据一些 MySQL 规则进一步检查 “解析树” 是否合法，例如这里将检查数据表和数据列是否存在，还会解析名字和别名，看看它们是否有歧义，最后生成新的 “解析树” 。

2.4 查询优化器（Optimizer）

根据 “解析树” 生成最优的执行计划。MySQL 使用很多优化策略生成最
优的执行计划，可以分为两类：静态优化（编译时优化）、动态优化（运行时优化）。

等价变换策略

• 5 = 5 and a > 5 改成 a > 5
• a < b and a = 5 改成 b > 5 and a = 5
• 基于联合索引，调整条件位置等

优化 count、min、max 等函数

• InnoDB 引擎 min函数只需要找索引最左边
• InnoDB 引擎 max 函数只需要找索引最右边
• MyISAM 引擎 count(*)，不需要计算，直接返回

提前终止查询

• 使用了 limit 查询，获取 limit 所需的数据，就不在继续遍历后面数据

in 的优化

• MySQL 对 in 查询，会先进行排序，再采用二分法查找数据。比如 where id in (2,1,3)，变成 where id in (1,2,3)

2.5 查询执行引擎

负责执行 SQL 语句，此时查询执行引擎会根据 SQL 语句中表的存储引擎类型，以及对应的 API 接口 与 底层存储引擎缓存 或者 物理文件 的交互，得到查询结果并返回给客户端。若开启查询缓存，这时会将 SQL 语句和结果完整地保存到查询缓存（Cache&Buffer）中，以后若有相同的 SQL 语句执行则直接返回结果。

• 如果开启了查询缓存，先将查询结果做缓存操作
• 返回结果过多，采用增量模式返回