前言

日常開發(fā)中，我們經常需要寫查詢SQL。但是，大家知道一條查詢SQL在mysql內部是如何執(zhí)行的嘛？比如這條簡單的SQL:

select*fromtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123;

我們知道在mySQL客戶端，輸入一條查詢SQL,然后看到返回查詢的結果。這條查詢語句在 MySQL 內部到底是如何執(zhí)行的呢？本文跟大家探討一下哈，我們先來看下MySQL基本架構~

MySQL 基本架構

總體來說，MySQL大體分為兩部分，分別是Server 層和存儲引擎層。

Server 層

它包括連接器、查詢緩存、分析器、優(yōu)化器、執(zhí)行器等。比如存儲過程，觸發(fā)器，視圖都是在這一層實現的。

連接器（Connection Manager）：負責處理客戶端與服務器之間的連接。它接受來自客戶端的請求，并進行身份驗證和權限檢查，建立和管理連接。

查詢緩存（Query Cache）：在舊版 MySQL 中有，但在較新的版本中已不推薦使用。它能夠緩存查詢和對應的結果，以提高查詢性能。然而，在高并發(fā)和大型數據庫中，它反而可能成為性能瓶頸，因為它在某些情況下會引起鎖和不必要的開銷。

分析器（Parser）：負責分析 SQL 查詢語句，驗證其語法和語義，確保查詢的正確性。它將 SQL 語句轉換成內部數據結構供優(yōu)化器和執(zhí)行器使用。

優(yōu)化器（Optimizer）：接收來自分析器的查詢請求，并決定如何最有效地執(zhí)行查詢。優(yōu)化器的目標是找到最佳的執(zhí)行路徑，選擇合適的索引、連接順序和訪問方法，以提高查詢性能。

執(zhí)行器（Executor）：負責執(zhí)行優(yōu)化器生成的執(zhí)行計劃，獲取存儲引擎返回的數據，并處理客戶端請求。它與存儲引擎交互，執(zhí)行查詢并返回結果給用戶。

存儲引擎層: 它負責數據的存儲和提取。Mysql支持InnoDB、MyISAM、Memory 等多個存儲引擎。我們日常開發(fā)中，一般用的存儲引擎就是InnoDB。從 MySQL 5.5 版本開始，InnoDB 就成為了默認的存儲引擎。

介紹完MySQL基本架構，帶大家看一下，每個組件，一條查詢SQL主要做什么事~~

連接器

我們要執(zhí)行查詢SQL，一般在MySQL客戶端, 需要輸入連接命令，連接到MySQL服務端。在MySQL服務端，就是連接器負責跟你的客戶端建立連接、獲取權限、維持和管理連接。

連接命令如下：

mysql-h(ip地址)-P(端口)-u(用戶名)-p

輸入完連接命令之后，我們接著輸入正確的密碼，經過經典的TCP握手之后，就可以成功連接到MySQL服務器啦，如下：

C:MySQLMySQLServer8.0in>mysql-h127.0.0.1-P3306-uroot-p
Enterpassword:******
WelcometotheMySQLmonitor.Commandsendwith;org.
YourMySQLconnectionidis50
Serverversion:8.0.31MySQLCommunityServer-GPL

Copyright(c)2000,2022,Oracleand/oritsaffiliates.

OracleisaregisteredtrademarkofOracleCorporationand/orits
affiliates.Othernamesmaybetrademarksoftheirrespective
owners.

Type'help;'or'h'forhelp.Type'c'toclearthecurrentinputstatement.

mysql>

如果輸入密碼錯誤，則會收到一個 Access denied的錯誤信息，如下：

C:ProgramFilesMySQLMySQLServer8.0in>mysql-h127.0.0.1-P3306-uroot-p
Enterpassword:*****
ERROR1045(28000):Accessdeniedforuser'root'@'localhost'(usingpassword:YES)

連接成功之后，大家就可以直接輸入查詢SQL，就可以看到結果啦。

mysql>select*fromtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123;
+---------+----------------+------+------+--------+---------+--------------------------+
|id|user_name|age|city|status|user_id|password|
+---------+----------------+------+------+--------+---------+--------------------------+
|1570091|撿田螺的小男孩|28|深圳|活躍|123|523da7ne+yndc5nb1zWWlA==|
+---------+----------------+------+------+--------+---------+--------------------------+
1rowinset(0.01sec)

大家注意一下哈，如果連接成功后，沒有后續(xù)的輸入查詢SQL等其他操作。這時候，這個連接是空閑的哈，可以用show processlist查看。

查詢緩存

在老版本的MySQL中，連接成功后，我們執(zhí)行查詢SQL，會先執(zhí)行查詢緩存。

也就是說MySQL接受到一個查詢SQL請求時，會先去查詢緩存看看，如果緩存有這條SQL的查詢結果，會直接返回。如果查詢緩存沒有，就繼續(xù)往下執(zhí)行，執(zhí)行完之后，把結果寫入緩存。其中，這個查詢緩存是key-value的結果，你可以把它理解為一個map吧，其中key就是這個查詢SQL，value則是這個查詢的結果。

同時，如果你查詢的表進行更新的時候，會清空緩存的。一個表更新比較頻繁的話，使用查詢緩存命中率會很低，你剛查完放到緩存，更新SQL又清空了，就很不劃算。有些時候，一些靜態(tài)配置表，很少更新的，才建議使用查詢緩存。其他更新頻繁的表，則不建議使用查詢緩存，你可以通過這個參數query_cache_type 設值是否走查詢緩存。

其實，MySQL 比較新的版本，如8.0 已經廢棄了查詢緩存，并且相應的參數 query_cache_type 也不再存在。因為在高并發(fā)和大型數據庫環(huán)境下，查詢緩存可能導致性能問題，并且在實際測試中發(fā)現，禁用查詢緩存可能會提高整體性能和可伸縮性。

分析器

如果查詢SQL沒有命中查詢緩存的話，繼續(xù)往下執(zhí)行，就到分析器上場了。它負責分析 SQL 查詢語句，驗證其語法和語義，確保查詢的正確性。

你扔個SQL給MySQL服務器，它肯定需要先解析，才知道這個SQL是做什么的，對吧。它會派出分析器，先做詞法分析。你提交過來的查詢SQL是由很多個字符創(chuàng)和空格組成的，MySQL會先解析出這些字符串表示什么意思。

select*fromtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123;

它先把關鍵字select解析出來，然后把user_info_tab解析成表，user_id解析成列名。做完詞法分析之后，開始做語法分析。語法分析主要就是判斷，你的SQL是否滿足MYSQL的語法。

如果你的SQL寫錯了，語法分析就會報錯誤提示： ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax;

mysql>select*romtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123;
ERROR1064(42000):YouhaveanerrorinyourSQLsyntax;checkthemanualthatcorrespondstoyourMySQLserverversionfortherightsyntaxtousenear'romtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123'atline1

平時大家看到這個錯誤的時候，只需要，關注關鍵詞 syntax to use near 就可以快速知道哪里寫錯啦。比如這個例子，就是我的from寫錯了，少了f。

優(yōu)化器

經過分析器之后，MySQL已經知道需要做什么了。但是在經過執(zhí)行器之前，還會先經過優(yōu)化器。優(yōu)化器做的事情就是，怎么去做才是最好的。對于一條查詢SQL來說就是:怎么去查是最佳效率的。

比如這個查詢SQL:

select*fromtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123anduser_name='田螺';

其中，在user_info_tab表中，user_id為索引字段，user_name也是索引字段。

這條SQL執(zhí)行的時候，可能使用索引user_id，也可能使用使用user_name。選擇不同的索引，執(zhí)行效率是不一樣的。具體怎么選擇，就是優(yōu)化器所做的事情。

大家是否還記得explain。我們使用它加在我們查詢的SQL，就可以幫助了解優(yōu)化器在執(zhí)行查詢時,選擇的執(zhí)行計劃和相應的優(yōu)化策略。

經過優(yōu)化器之后，就來到了執(zhí)行器階段。也就是真正執(zhí)行查詢SQL了。

執(zhí)行器

select*fromtest_db.user_info_tabwhereuser_id=123;

在要開始執(zhí)行時候，會判斷一下，該用戶是否對這個SQL有查詢的權限，如果沒有，則會報權限錯誤。如果有權限的時候，打開表直接執(zhí)行。執(zhí)行的過程，其實類似于執(zhí)行調用引擎提供的接口。

我們現在假設user_id不是索引字段，我們使用的是InnoDb存儲引擎，這個查詢SQL執(zhí)行過程就是這樣：

調用InnoDb存儲引擎提供的接口，獲取user_info_tab表的第一行。

判斷user_id是不是為123，如果不是，跳過這一行。如果是，把這一行放到結果集。

調用InnoDb存儲引擎提供的接口，獲取user_info_tab表的下一行。

判斷user_id是不是為123，如果不是，跳過這一行。如果是，把這一行放到結果集。

重復3、4步驟，一直掃描完user_info_tab表的所有行。最后把結果集返回客戶端。

聊到這里，其實一條查詢SQL的執(zhí)行過程，已經講完啦，是不是很簡單呀~~

審核編輯：黃飛