MySQL基础架构详解

概述

我们学习东西，都不应该是先去了解细节，而是应该窥其全貌，这样才能从高纬度去理解问题，同样我们学习mysql也是一样的，我们应该先了解整个mysql架构，及来龙去脉，才能更好的掌握它。下面我们开始深入浅出的方式了解mysq基础架构知识。

SQL执行的来龙去脉

我们学习MySQL的时候，会编写SQL语句，如 select * from T where id=0这里查询T表，条件ID等于0。当我们执行这条SQL语句的时候，返回一个结果，却不知道这条SQL语句在MySQL里面的执行流程。如果我们深入去了解这个条SQL的执行过程，我们会发现MySQL在执行SQL过程中会经历非常多步骤，每一个步骤都有大量的功能支持，下面我们一一拆解这些功能，把它当成一辆完成的车一样，将零部件一件件拆解下来，深刻认识这些零件，让我们深入理解这些零件在MySQL所体现的作用。

SQL执行流程图

连接器

在使用MySQL的时候，用户会先对MySQL进行连接，在这时我们直面的第一个零件就是连接器，连接器负责和客户端建立连接，获取权限，维持和管理连接。连接命令 mysql -h$ір-P$port -u$user -p执行完命令后，则建立连接，这个建立连接过程中会进行经典的TCP握手交互，之后认证身份，认证成功后会验证当前用户的权限，用于之后这个连接里面的权限判断逻辑，都会依赖此时读到的权限。
当我们建立连接后，我们可以使用show processlist 查看所有连接情况，当command 列显示为 “Sleep”时说明这个行记录是空闲连接。
如果当前连接的客户端太长时间没有活跃，连接器将会自动断开，这个时间，我们可以通过wait_timeout 控制，这个参数默认是8小时。
如果连接被断开之后，客户端再次发起请求连接，会收到一个错误提醒：Lost connection to MySQL server during query。如果这个时候你看到这个信息，想要继续操作，则需要重新连接，才能继续执行。长连接在数据库里面使用，长连接是指当客户端连接成功后，如果客户端有持续请求，则会一直使用这个连接。短连接在数据库使用，短连接是指客户端连接成功后，客户端使用一次这个连接后，这个连接就会关闭，如果下次需要连接则需要重新创建短连接，这个创建连接的成本是很高的，所以一般在数据库中建议使用长连接，避免频繁创建连接，浪费资源。当时使用长连接也会造成一些问题，如，如果大量连接创建后，我们会观察服务器内存，会发现内存占用较高，因为创建大量连接会导致系统内存占用过高，此时还可能经历被系统杀掉（OOM），从而出现MySQL服务重启的现象。
怎么解决长连接带来的问题呢，有两种方案如下？
● 定期断开长连接，避免大量无用连接而占用内存。在使用一段时间内，在程序里面判断一个占用内存的查询，断开连接，之后要查询在重新连接。
● 如果使用的MySQL5.7 或者比5.7更新的版本，可以在执行一次占用内存较大的操作后，通过执行mysql_reset_connection来重新初始化连接资源，这个过程不需要重连和重新做权限验证，但是这个操作会讲连接恢复到刚刚连接时的状态。

查询缓存（mysql8已经废弃）

建立连接后，开始执行SQL语句，执行逻辑会先查询缓存。MySQL拿到一个查询请求后， 会先到查询缓存看，之前是不是执行过这条语句。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。 key是查询的语句，value是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到key， 那么这个value就会被直接返回给客户端。
但是大多数情况下我会建议你不要使用查询缓存，为什么呢？因为查询缓存往往弊大于利。
查询缓存的失效非常频繁， 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。因此很可能你费劲地把结果存起来， 还没使用呢， 就被一个更新全清空了。对于更新压力大的数据库来说，查询缓存的命中率会非常低。除非你的业务就是有一张静态表，很长时间才会更新一次。
比如，一个系统配置表，那这张表上的查询才适合使用查询缓存。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，这样对于默认的SQL语句都不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句，可以用SQL_CACHE显式指定，像下面这个语句一样：select SQL_CACHE * from T where ID=10；
MySQL 8.0版本直接将查询缓存的整块功能删掉了， 8.0开始彻底没有这个功能了。

分析器

如果没有命中缓存，则会进行执行SQL环节，在到真正执行SQL语句前，会进行SQL语句分析，然后对SQL语句的解析。而分析器又被称为“词法分析器”，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。做完了这些识别以后， 就要做“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

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。优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引，或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。

执行器

开始执行的时候， 要先判断一下你对这个表T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，执行器调用一次。 如果有权限，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，在引擎内部则扫描了多行， 因此引擎扫描行数跟rows_examined并不是完全相同的。