深入理解MySQL ———— 一条SQL查询语句是怎样执行的
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入理解MySQL ———— 一条SQL查询语句是怎样执行的相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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概述
平时我们使用数据库，看到的通常是一个整体，比如，你有一个最简单的的表，表里边只有一个ID字段，在执行下面这个查询语句时：
mysql> select * from Student where ID = 10;我们看到的只是输入一条语句，返回一个结果，却不知这条语句在MySQL内部的执行过程。
所以本篇文章带大伙把MySQL拆解一下，看看里边有哪些“零件”，希望通过本篇，能对MySQL有更深入的理解。这对我们解决MySQL常见的一些异常或问题，就可以直戳本质的分析并解决。
MySQL 可以分为 Server 层和存储引擎层两部分。
Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，包含 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
而存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。 就是说在create table建表的时候，如果不指定存储引擎类型，默认使用的就是InnoDB。可以通过指定存储引擎类型来选择别的引擎，比如在create table语句中使用 engine=memory，来指定使用内存引擎创建表。不同存储引擎的表数据存取方式不同，支持的功能也不同。InnoDB和MyISAM
不同的存储引擎共用一个Server层，也就是从连接器到执行器的部分。
现在就可以结合开头的
mysql> select * from Student where ID=10;
走一遍整个执行流程，依次看下每个组件的作用。
连接器
第一步，你会先连接到这个数据库，这时候 “接待“ 你的就是连接器。连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。连接命令中的 mysql是客户端工具，用来跟服务器建立连接。在完成TCP三次握手之后，连接器就要验证开始验证身份，此时用的就是输入的用户名和密码。
细节：在mysql -u root -p 之后可以直接写密码，也可以回车输入密码；若直接将密码跟在-p后面可能会导致密码泄漏。如果连的是一些重要的服务器，比如生产服务器，强烈建立不要那么做。
- 如果用户名密码通过，连接器会到权限列表里面查出你拥有的权限。之后，这个连接里面的权限判断逻辑，都依赖于此时读到的权限。
这就是说，一个用户成功连接后，即使你用管理员账号对这个用户的权限做了修改，也不会影响到已经存在的连接的权限；只有再建立的连接才会使用新的权限执行。
连接完成后，若没有后续的动作，这个连接就处于空闲状态，可以在 show processlist 命令中看到它，客户端若长时间非操作，连接器就会自动将它断开。这个时间是由参数 wait_timeout 决定的（和connection_timeout区分，后者是“连接过程中的等待时间”），默认值是 8 小时。如果在连接被断开之后，客户端再发起操作请求，就会收到一个错误提醒：这时候，如果需要继续操作，就需要重新连接。
- 长连接：在连接成功后，客户端的请求都用的是同一个连接（建立连接的过程通常是比较复杂的，所以使用过程中尽量减少连接动作，尽量使用长连接）
- 短连接：是指每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询需要重新建立连接
长连接会遇到的问题：MySQL在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开时才释放。长期积累下来，导致内存占用过大，被系统强行终止( OOM ),现象上来看就是MySQL异常重启了。
解决方案：
- 定期断开长连接：使用一段时间后，或程序里边判断执行过一个占用内存较大的查询后，断开连接，之后查询再重连。
- MySQL5.7以后的版本，可以在每次执行一个较大的操作后，通过执行 mysql_reset_connection 来重新初始化来连接资源，此过程只是将连接恢复到刚连接的状态，而不需要重连和权限验证。
查询缓存
连接建立完成后，就可以执行 select 语句了。执行逻辑就来到了第二步：查询缓存
MySQL拿到一个查询请求后，会先查询缓存；之前执行过的语句及结果可能会以 key( 查询语句 )-value( 查询结果 ) 的形式，被直接缓存在内存中。如果能够在缓存中找到查询语句的key，那该value就会被直接返回给客户端。
如果缓存里边没有 key，就会继续后续的执行阶段。执行完成后，执行结果会被存入查询缓存中。若查询命中缓存，MySQL就不用执行后面的复杂操作，就可以直接返回结果，效率高！
但是！大多数情况下不建议使用查询缓存，因为查询缓存往往弊大于利。
查询缓存的失效非常频繁！只要对一个表更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。或许你努力存的value，还没使用时，就被一个更新给清空了。对于更新压力大的数据库，查询缓存的命中率非常低！查询缓存更适合被更新少的数据库使用。
若想让MySQL不使用查询缓存，只需将参数 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；可以用SQL_CACHE 显式指定的使用查询缓存，例如下语句：
mysql> select SQL_CACHE * from student ehere ID=10;
注：MySQL 8.0版本直接将查询缓存的整块功能删掉了，没有这个功能了；
分析器
如果没有命中查询缓存，就要开始执行语句了！首先，MySQL 需要知道你要做什么，因此需要对 SQL 语句进行解析。
词法分析
分析器会先做词法分析。输入的SQL语句是由多个字符串和空格组成的，那MySQL自然需要识别出里边的字符串分别是什么，代表什么！
mysql> select * from Student where ID=10;
以这个SQL语句为例，MySQL首先会识别关键字，如 select ，就说明这是一个查询语句，MySQL还需识别 student 是表的名字，识别 ID 为列 ID
语法分析
词法分析后进行语法分析，在将各个字符串 “ 词汇 ” 认出来后，还要进行语法判断，看起是否满足MySQL的语法；在语法出现错误后，MySQL就会报错，一般错误会提示第一个出现该错误的位置，因此只需根据提示进行相关修改即可。
注：若是分析器分析出来更新操作，更新完之后查询缓存失效
优化器
通过分析器，明白你要干啥后，数据库就要针对你的需求想一个最优的解决方案，也就是执行计划，这个最优方案选择的操作，这个就是优化器要做的事情了。
优化器是在表有多个索引的时候，决定用哪个索引；或者在一个基本语有多表关联 ( join )的时候，决定各个表的连接顺序；
如下例子：
mysql> select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;
此时既可以用 t1表里边的 c=10 记录的 ID 的值，再根据ID值关联到 t2 ,去判断 d等于20否;
也可以用 t2 表里边的 d=20 ,记录的 ID 的值，再根据ID值关联到 t1,去判断 c等于10否；
这两种方法的逻辑结果是一样的，但是执行效率会有不同！而优化器的作用就是选择使用哪种方法！
执行器
优化器阶段完成后，SQL语句的执行方案就确定下来了，然后进入执行方案；也就是说，通过分析器知道了你要干啥，通过优化器知道了该怎么做，这下进入执行阶段开始执行。
首先要验证权限，若权限不足，返回错误；
注： 权限验证不仅仅在执行器这部分会做，在分析器之后，也就是知道了该语句要“干什么”之后，也会先做一次权限验证。叫做precheck。而precheck是无法对运行时涉及到的表进行权限验证的，比如使用了触发器的情况。因此在执行器这里也要做一次执行时的权限验证。 如果命中查询缓存，会在查询缓存返回结果的时候，做权限验证；
若有权限，就打开表执行。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。
所以到了执行的时候才会进入到数据库引擎，然后执行器也是通过调用数据库引擎的API来进行数据操作的。也因此数据库引擎才会是插件形式的。
执行器会先调用 **“满足添加的第一行”**这个接口，之后循环取 **“满足条件的下一行”**这个接口，这些接口都是引擎定义好的；
数据库的慢查询日志中有一个 rows_examined 的字段，表示这个语句执行过程中扫描了多少行
注意：rows_examined跟引擎扫面行数并不是完全相同的。前者是执行器执行的行数，后者是引擎扫描的总行数。有些场景下：执行器调用一次，在引擎内部则扫描了多行。
存储引擎层的各种数据获取方法都是已经定义好了的; 优化器 生成的执行计划，决定了 执行器会选择 存储引擎的哪个方法去获取数据;
总结
本篇文章是通过一个简单的 SQL 语句对完整执行流程的各个阶段进行了一个初步的认识,当然这每个阶段每个模块又任重而道远,笔者会在后续的文章里对其模块进行深入总结。
参考文献: 林晓斌《MySQL实战 45 讲》
以上是关于深入理解MySQL ———— 一条SQL查询语句是怎样执行的的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
深入理解MySQL ( 2 )————一条更新语句是如何执行的
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