MySql基础架构以及SQL语句执行流程

01. MySQL基础架构

SQL语句是如何执行的

学习一下mysql的基础架构，从一条sql语句是如何执行的来学习。

一般我们写一条查询语句类似下面这样：

select user,password from mysql.user;

这样就可以返回一个结果，但却不知这条语句的内部执行流程。

如下是mysql的逻辑架构图：

Mysql可以分为Server层和存储引擎层二部分。

Server层有连接器/缓存/分析器/优化器/执行器，涵盖了mysql的很多核心功能。

存储引擎层负责数据的存储和读取，支持Innodb，MyIsam，Memory，BlackHole等，Mysql5.5版本后默认的存储引擎是Innodb。

接下来我们一层一层来看SQL语句的执行过程。

1）连接器

首先客户端连接mysql时就是连接到了连接器上，连接器负责跟客户端建立连接/校验用户身份，获取权限。连接命令一般如下：

mysql -h ip地址 -P 端口 -u 用户 -p

当客户端输入完了用户名和密码开始连接时，连接器会校验：

• 如果用户名或者密码不正确，客户端会收到一个“Access denied for user”的错误。
• 如果用户名和密码校验正确，连接器会检查用户所拥有的权限。之后，这个连接里的权限逻辑判断，都依赖此时读到的权限。

这就意味着一个用户成功建立连接之后，即使你用管理员把这个用户的权限更改了，也是不会影响到已经连接的这个用户，除非这个用户断开重新连接。让连接器重新读取权限才可以。

2）查询缓存

连接建立成功之后，你就能够执行select等语句了，这时就会进行第二步：查询缓存

Mysql收到一个sql请求之后，先检查缓存，看看之前是不是有执行过。如果执行过并缓存没有过期，结果会以key-value的形式存储在内存中，key是查询语句，value是查询结果。如果有缓存，直接把对应的value返回给客户端。

如果语句不在查询缓存中，就会向下执行下面的阶段，执行完成后，会把结果放到缓存中。

查询缓存的失效很平凡，因为只要更新一个表，那么这个表的所有查询缓存结果都会被清空，所以对经常变更的表，查询缓存的命中率很低。除非这个表数据比较稳定，不经常改变，才适合查询缓存。

了解下：Mysql8.0版本之后，查询缓存的功能就被删了。

3）分析器

如果没用命中缓存，分析器就开始工作了，对sql语句进行解析。

首先分析器会做“词法分析”，你输入的多个字符加上空格组成的sql语句，分析器需要分析出来里面字符分别都代表什么。

如从你输入的"select"关键字开始，mysql知道这是一个查询语句，然后分析出那个是表名,那个是你输入的条件等等。

做完了词法分析，开始做“语法分析”，根据词法分析的结果，语法分析会判断你输入的这条sql语句是否符合Mysql语法。

如果你的语句不对，就会收到“You have an error in you SQL syntax”的错误提醒，如果下面这个语句select少打了开头的字母“s”。

mysql> elect * from stu;
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 stu' at line 1

一般语法错误会提示第一个出现错误的位置，所以你要关注的是紧接着“use near”后面的内容。

4）优化器

经过了分析器，Mysql已经知道你要做什么了，在开始执行之前，还需要经过优化器的处理。

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的时候，决定各个表的连接顺序。

5）执行器

Mysql通过分析器知道了你要做什么，通过优化器知道了如何做，接下来就是执行器开始执行语句；

开始执行之前， 会先判断你对要操作的表或库有没有权限，如果没有就返回权限的错误。

如果有权限，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，去使用这个引擎提供的接口。

比如这个select语句：select * from db1 where ID=100;

• 先调用Inodb引擎接口获取表的第一行，判断ID值是不是100，如果不是则跳过，如果是则将结果存在结果集中；
• 调用引擎接口获取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到读取这个表的最后一行。
• 执行器将上述遍历过程所有符合要求的结果返回给客户端。

至此，这个select语句算是执行完了。

数据库的慢查询日志中会看到rows_examined的字段，表示这个语句执行过程中扫描了多少行。这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。

有些情况下，执行器调用一次，在引擎内部则扫描了多行，因此引擎扫描行数跟rows_examined并不完全相同。

这样Mysql的逻辑架构和流程过了一遍，我也对整个sql语句的执行过程的各个阶段有了一个初步的认识。也希望能对大家有帮助。