mysql实战(一) 一条SQL查询语句的执行过程

基础架构图

Mysql的逻辑架构图

大体来说，Mysql可以分为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、执行器等，涵盖Mysql的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如时间、日期、数学和加密函数等），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。其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。最常用的是InnoDB，MySQL 5.5.5 版本以后成为了默认存储引擎。可在建表时指定引擎类型。

从图中可以看出，不同的存储引擎层公用一个Server层，也就是从连接器到执行器的部分。

接下来，我们从一条sql语句的执行过程来看整体。如下：

mysql> select * from T where ID=10;

一、连接器

第一步，你会先连接到数据库上，这时候接待你的就是连接器，它负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。连接命令一般这么写：

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

输完命令之后，需要在交互对话里输入密码。连接成功之后，若没有后续动作则这个连接就处于空闲状态，可以在 show processlist命令中看到它，下图中 Command 列显示为“Sleep”的这一行，就表示系统里有一个空闲连接。

show processlist

客户端如果长时间没动静，连接器会将其断开。这个时间由wait_timeout参数控制，默认八小时。

长连接：指客户端持续有请求，则一直使用同一连接。
短连接：指每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立。

为了减少建立连接，建议使用长连接。但是全部使用长连接之后，可能会发现MySQL内存占用涨幅迅速，这是因为MySQL在执行过程中，使用的内存是管理在连接对象里的，这些资源只有在断开连接时才会被释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用过大，被系统强杀（OOM），从先现象上看就是MySQL异常重启了。

考虑以下两种方案解决这个问题：

定期断开长连接，之后查询再重连。
MySQL5.7 级以上版本，可以在每次执行一个较大操作后通过执行mysql_reset_connection来重新初始化连接资源，回到连接刚创建时的状态。

二、查询缓存

连接建立后，就可以执行select语句了。执行逻辑来到第二步，查询缓存。 MySQL拿到查询请求会先查看缓存，一般缓存key为查询语句，value为查询结果。若没有对应缓存，则继续后面的步骤。执行完成将结果存入查询缓存。

但是大多数情况不建议使用查询缓存，因为往往弊大于利。查询缓存的命中率非常低，只有有对一个表的更新，这个表所有查询缓存都会被清空。MySQL 5.8以后删掉了查询缓存的整块功能。

三、分析器

这条sql要做什么

如果没有命中缓存，就要开始真正执行语句了。MySQL需要对sql语句解析。
分析器首先会做“词法分析”，例如识别“select”关键字，“ID”识别为“列ID”。
接着是“语法分析”，语法分析器根据词法分析的结果判断是否满足MySQL语法。

错误示范：
mysql> elect * from t where ID=10;

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=10' at line 1

四、优化器

这条sql要怎么做

优化器是在表里有多个索引时，决定使用哪个索引；或者在一个语句有多表关联时，决定各个表的连接顺序。优化器选择最优方案。

五、执行器

真正的执行阶段

开始执行前，要先判断你对这个表是否具有执行查询的权限。如果没有，会返回没有权限的错误信息。如果有权限，执行器会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。比如这个例子中的表T中，ID字段没有索引，执行器的执行过程是这样的：

调用InnoDB引擎取表的第一行，判断ID是否是10，不是则跳过，如果是则将这行存到结果集中。
调用引擎接口取表的“下一行”，重复1的逻辑，直到取到最后一行。
执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的结果集返回。

至此，这个select语句就执行完成了。
可以在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。这个值是执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。在有些场景下，执行器调用一次，在引擎内部扫描了很多行，因此引擎扫描行数与rows_examined不是完全相同的，后面的总结中会有说明。

本文是对极客时间中林晓斌老师的《Mysql实战45讲》的笔记总结，长期更新。
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