mysql 1 运行机制+SQL语句执行过程

Posted 2020-12-18 鑫男

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了mysql 1 运行机制+SQL语句执行过程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一.概念

mysql是一个开放源代码的关系数据库管理系统。原开发者为瑞典的MySQL AB公司，最早是在2001年MySQL3.23进入到管理员的视野并在之后获得广泛的应用。

2008年MySQL公司被Sun公司收购并发布了首个收购之后的版本MySQL5.1，该版本引入分区、基于行复制以及plugin API。

移除了原有的BerkeyDB引擎，同时，Oracle收购InnoDB Oy发布了InnoDB plugin，这后来发展成为著名的InnoDB引擎。

2010年Oracle收购Sun公司，这也使得MySQL归入Oracle门下，之后Oracle发布了收购以后的首个版本5.5，该版本主要改善集中在性能、扩展性、复制、分区以及对windows的支持。

目前版本已发展到5.7。和其它数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。

主要体现在存储引擎的架构上，插件式的存储引擎架构将查询处理和其它的系统任务以及数据的存储提取相分离。这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

二 MySQL结构组成

MySQL是由SQL接口，解析器，优化器，缓存，存储引擎组成的。

MySQL逻辑架构整体分为四层：

（1）最上层：连接层

最上层是一些客户端和连接服务，包含本地的sock通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于tcp/ip的通信，主要完成一些类似于连接处理、授权认证及相关的安全方案，

在该层上引用了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于ssl的安全链接。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。

（2）第二层：SQL服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能。如sql接口，并完成缓存的查询。sql的分析和优化以及部分内置函数的执行。

所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程，函数等。在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定查询表的顺序，是否利用索引等。

最后生成相应的执行操作。如select语句，服务器还会查询内部的缓存。如果缓存空间足够大，这样就解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

（3）第三层：存储引擎层

存储引擎真正的负责MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API与存储引擎进行通信，不同的存储引擎具有的功能不同，这样可以根据自己的实际需进行选取。

（4）第四层：数据存储层

主要是将数据存储在运行于裸设备的文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

三.MySQL原理图各个组件说明

1、connectors

与其他编程语言中的sql 语句进行交互，如php、java等。

2、Management Serveices & Utilities

系统管理和控制工具。

3、Connection Pool (连接池)

管理缓冲用户连接，线程处理等需要缓存的需求。

4、SQL Interface (SQL接口)

接受用户的SQL命令，并且返回用户需要查询的结果。比如select from就是调用SQL Interface。

5、Parser （解析器）

SQL命令传递到解析器的时候会被解析器验证和解析。

主要功能：

（1）将SQL语句分解成数据结构，并将这个结构传递到后续步骤，后面SQL语句的传递和处理就是基于这个结构的；

（2）如果在分解构成中遇到错误，那么就说明这个sql语句是不合理的，语句将不会继续执行下去。

6、Optimizer (查询优化器)

SQL语句在查询之前会使用查询优化器对查询进行优化(产生多种执行计划，最终数据库会选择最优化的方案去执行，尽快返会结果) 他使用的是“选取-投影-联接”策略进行查询。

用一个例子就可以理解： select uid,name from user where gender = 1；

这个select 查询先根据where 语句进行选取，而不是先将表全部查询出来以后再进行gender过滤，

这个select查询先根据uid和name进行属性投影，而不是将属性全部取出以后再进行过滤，将这两个查询条件联接起来生成最终查询结果。

7、Cache和Buffer (查询缓存)

如果查询缓存有命中的查询结果，查询语句就可以直接去查询缓存中取数据。这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等。

9、Engine (存储引擎)

存储引擎是MySql中具体的与文件打交道的子系统。也是Mysql最具有特色的一个地方。

Mysql的存储引擎是插件式的。它根据MySql AB公司提供的文件访问层的一个抽象接口来定制一种文件访问机制（这种访问机制就叫存储引擎）。

四 sql语句的执行流程

客户端发送一条查询给服务器。
服务器先检查查询缓存，如果命中了缓存，则立刻返回存储在缓存中的结果。否则进入下一阶段。
服务器端进行SQL解析、预处理，再由优化器生成对应的执行计划。
MySQL根据优化器生成的执行计划，再调用存储引擎的API来执行查询。
将结果返回给客户端。

查询缓存

MySQL查询缓存保存查询返回的完整结构。当查询命中该缓存时，MySQL会立刻返回结果，跳过了解析、优化和执行阶段。
查询缓存系统会跟踪查询中涉及的每个表，如果这些表发生了变化，那么和这个表相关的所有缓存数据都将失效。
MySQL将缓存存放在一个引用表中，通过一个哈希值引用，这个哈希值包括了以下因素，即查询本身、当前要查询的数据库、客户端协议的版本等一些其他可能影响返回结果的信息。

当判断缓存是否命中时，MySQL不会进行解析查询语句，而是直接使用SQL语句和客户端发送过来的其他原始信息。所以，任何字符上的不同，例如空格、注解等都会导致缓存的不命中。
当查询语句中有一些不确定的数据时，则不会被缓存。例如包含函数NOW()或者CURRENT_DATE()的查询不会缓存。包含任何用户自定义函数，存储函数，用户变量，临时表，mysql数据库中的系统表或者包含任何列级别权限的表，都不会被缓存。

有一点需要注意，MySQL并不是会因为查询中包含一个不确定的函数而不检查查询缓存，因为检查查询缓存之前，MySQL不会解析查询语句，所以也无法知道语句中是否有不确定的函数。
事实则是，如果查询语句中包含任何的不确定的函数，那么其查询结果不会被缓存，因为查询缓存中也无法找到对应的缓存结果。

可以看到相关参数设置是否数据缓存：

query_cache_type：0-不启用查询缓存；1-启用，2-启用，默认值为0； 
query_cache_size：设置缓存区总大小，允许设置query_cache_size的值最小为40K，默认1M，推荐设置为：64M/128M；
query_cache_limit：限制缓存区最大能缓存的单条查询记录集大小，默认设置为1M

query_cache_type为1时，只要符合查询缓存的要求，客户端的查询语句和记录集都可以缓存起来，如果SQL中加上 SQL_NO_CACHE将不缓存；

query_cache_type为2时，只要SQL中添加了参数：SQL_CACHE，且符合查询缓存的要求，客户端的查询语句和记录集，则可以缓存起来。