一条SQL查询语句在MySQL中是如何执行的

select * from t where id=5；

在分析一条SQL语句查询之前，先来看下MySQL的逻辑架构

mysql 逻辑架构

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从图中可以看出MySQL主要分为server层和存储引擎层两部分，其中存储引擎有多种类型

Server层

• 连接器
• 查询缓存
• 分析器
• 优化器
• 执行器
• 涵盖MySQL核心功能
• 以及内置函数（日期、时间、数学和加密函数等）
• 跨存储引擎的功能也在这一层实现，
  • 存储过程
  • 触发器
  • 视图等

存储引擎层

• 职责：负责数据的存储和提取
• 插件式的架构模式，可以支持多种类型
  • Innodb(5.5.5开始默认的存储引擎)
  • MyISAM(不支持事务)
  • Memory

create table时，不指定engine默认就是innodb,指定其他存储引擎可以使用 create table ... engine=memery

Server层的连接器

• 关联客户端连接，建立连接后校验客户端的身份、查询权限

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

mysql 命令是客户端工具，用来跟服务端建立连接，完成TCP握手之后，连接器开始认证你的身份

• 如果用户名或密码不对，你就会收到一个"Access denied for user"的错误，然后客户端程序结束执行。
• 如果用户名密码认证通过，连接器会到权限表里面查出你拥有的权限。之后，这个连接里面的权限判断逻辑，都将依赖于此时读到的权限。
  这就意味着，一个用户成功建立连接后，即使你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。修改完成后，只有再新建的连接才会使用新的权限设置。

• show processlist 命令可以查看当前MySQL状态

客户端如果太长时间没动静，连接器就会自动将它断开。这个时间是由参数 wait_timeout 控制的，默认值是 8 小时。
如果在连接被断开之后，客户端再次发送请求的话，就会收到一个错误提醒： Lost connection to MySQL server during query。这时候如果你要继续，就需要重连，然后再执行请求了。

长连接&端连接

• 数据库里面，长连接是指连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。
• 短连接则是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一个。

建立连接的过程比较复杂，尽量使用长连接

但是全部使用长连接后，有时候MySQL内存涨的很快，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，这些内存资源会在连接断开的时候才释放，所以长连接累计下来就可能导致内存占用太大，被系统强行kill掉（OOM），从现象看就是MySQL异常重启了

如何解决这种长连接累计到时内存占用过大的问题：

1. 定期断开长连接，使用一段时间后或者程序判断执行过一个占用内存大的查询，可以主动断开连接，之后查询在重连；
2. MySQL5.7以上版本，可以在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，这个过程不需要重新连接和重新做权限校验，但是会将连接恢复成刚刚创建完的状态；

查询缓存

• 之前执行过的语句及其结果可能会以 key-value 对的形式，被直接缓存在内存中
• 只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空

所以查询缓存是否适合开启，看具体的业务场景，如果是一张静态的配置表，很长时间才可能更新比较适合开启缓存查询，如果是一张数据有频繁变更的表不适合开启缓存查询；

mysql 参数query_cache_type设置成DEMAND，默认SQL语句不使用缓存查询；

对于确定要使用缓存查询的语句，可以使用SQL_CACHE显示指定

    select SQL_CACHE * from t where id=5;

mysql 8.0版本直接将缓存查询这块功能给删掉了

分析器

• 先词法分析
  • MySQL 从你输入的"select"这个关键字识别出来，这是一个查询语句。它也要把字符串“t”识别成“表名 t”，把字符串“id”识别成“列 id”。
• 语法分析
  • 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。

优化器

• 优化器是在表里有多个索引时，决定使用哪个索引；
• 在一个语句中有多表关联（join）的时候，决定各表的连接顺序

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

• 既可以先从表 t1 里面取出 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 值，再根据 ID 值关联到 t1，再判断 t1 里面 c 的值是否等于 10。

执行器

• 先判断对表T有没有执行查询权限

(在工程实现上，如果命中查询缓存，会在查询缓存返回结果的时候，做权限验证。查询也会在优化器之前调用 precheck 验证权限)

mysql> select * from t where id=5;
SELECT command denied to user ...

• 有权限就打开表继续执行，打开表的时候，执行器会根据表的引擎定义，使用引擎的提供的接口

比如我们这个例子中的表 t 中，id 字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的：

1. 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；
2. 调用引擎接口取“下一行”，
3. 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。

至此，这个语句就执行完成了。

对于有索引的表，执行的逻辑也差不多。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”这个接口，这些接口都是引擎中已经定义好的。