一条MySQL语句是怎样执行的？

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一条SQL的执行过程

在日常开发中，我们无论使用JDBC或者是可视化工具，执行SQL时，首先需要建立数据库连接，以JDBC为例，第一步加载jbcd驱动程序，接着建立连接，创建preparedStatement，执行SQL，最后处理返回结果，那么SQL在MySQL中做了什么操作呢？整个流程参考下面这张图

SQL执行流程

1.建立连接

下面开始SQL执行流程的第一步，建立连接，MySQL将连接器中的连接分为长连接和短连接。

• 长连接是指连接成功后，客户端请求一直使用同一个连接

• 短连接是指每次执行完SQL请求的操作之后会断开连接，如果再有SQL请求会重新建立连接。由于短连接会反复创建连接消耗相同资源，因此多数情况下会选择长连接。但是为了保持长连接，会占用系统内存

MySQL会在接收客户端的连接请求时，对客户端的身份权限进行检查，成功建立连接后才能继续往下进行，MySQL提供了一些连接参数供我们查看连接情况。

如何查看当前MySQL的连接（并发）数？

show global status like 'Thread%';

其中Thread_connected表示当前建立的连接数量，Threads_running表示当前运行着的线程数，大家可以多开几条连接，查看变化。

通过这行SQL，可以查看MySQL支持的最大连接数

show variables like 'max_connections';

需要调整最大并发数时，只需要改变这个值即可。

2.查询缓存

MySQL中存在一个缓存池，相当于将SQL作为key，查询的数据作为value保存在缓存池中，当下一次执行的SQL存在缓存池中时，直接取出缓存的数据返回，如果执行两次下面的语句，所需要的时间会一样吗？

select * from city where city_name = '杭州'

答案是不会的，因为MySQL默认缓存是关闭的，我们可以通过下面这条语句查看缓存开启情况

show variables like 'query_cache%'

MySQL为什么默认关闭缓存呢？主要是因为MySQL自带的缓存应用场景十分有限，首先它要求执行的SQL必须一模一样，就算中间有空格，或大小写不同都会导致缓存失效。另外，当表中的数据发生变化时，也会导致缓存失效。

这对于需要对大量数据进行更新操作的系统也不适用，所以缓存这块还是叫给数据库框架处理比较合适，例如Mybatis默认就开启了一级缓存，或者采用Redis等缓存中间件来实现更好一些，所以MySQL8.0也已经移除了缓存池。

MySQL如何判断缓存命中

再想一想，假设我们已经开启了缓存，再执行两次下面的SQL，第二次执行会不会命中缓存呢？

select * from city where create_date < CURRENT_DATE()

还是不会命中缓存，因为在包含一些不确定的函数时，不会被缓存，例如NOW()、CURRENT_DATE()，因为这些不确定的函数，使SQL变得不确定，另外，包含任何用户自定义的函数、存储过程、用户变量、临时表都不会被缓存。

如果希望带有一个日期的查询，那么最好将日期提前计算好

例如：

...DATE_SUB(CURRENT_DATE, INTERVAL 1 DAY) -- 不缓存...DATE_SUB(‘2020-08-23’, INTERVAL 1 DAY) --缓存

3.语法解析和预处理

如果上一步没有命中缓存，那么在这一步会进行词法和语法的分析

例如这条语句

select name from city where id = 1;

首先会将这条语句切分成8个字符，再进行语法分析，例如引号有没有闭合，关键字是否存在等检查，然后再根据SQL语句生成一棵解析树

到这一步说明SQL已经通过检查，那么如果我们表名写错了呢？MySQL怎么进行检查？这就要靠下一步的预处理器来检查了。

预处理器会根据生成的解析树对表名、列名、别名等进行检查，确保不会出现歧义后重新生成一棵新的解析树。

4.查询优化执行计划

通过验证的SQL，由优化器将其转换为执行计划，一条查询可以有很多种执行方式，最后都返回相同的结果，而优化器的作用就是找到其中最好的执行计划。

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。2、有多个索引可以使用的时候，选择哪个索引。实际上，对于每一种数据库来说，优化器的模块都是必不可少的，他们通过复杂的算法实现尽可能优化查询效率的目标。

如果我们想知道优化器是怎么工作的，它生成了几种执行计划，应该怎么做呢？首先，通过下面的语句开启优化器的追踪（默认是关闭的）

SHOW VARIABLES LIKE 'optimizer_trace';set optimizer_trace='enabled=on';

接着我们执行一个 SQL 语句，优化器会生成执行计划，执行下面的语句查看执行计划

select * from information_schema.optimizer_trace

这是一个包含三个部分的 JSON 数据，分别是准备阶段、优化阶段和执行阶段。其中，优化阶段生成了经过优化的 SQL 语句，保存在 expanded_query 字段中；执行阶段则包含了所有被考虑的执行计划，保存在 considered_execution_plans 字段中。

打开优化器追踪的开关对性能影响比较大，在分析完后记得关掉它

set optimizer_trace='enabled=off';

5.执行引擎

到这一步，MySQL会通过执行引擎调用存储引擎的API来查询结果，为什么我们切换了存储引擎，却不会影响执行引擎查询数据呢？原因是因为这些存储引擎都是用相同的API来向执行引擎提供操作的，查询出最终的结果后，把结果返回给客户端，客户端再根据需要对结果进行处理或者显示

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