mysql：简介

Posted 2022-06-12 angelica-duhurica

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SQL语法顺序和执行顺序

SQL语法顺序

SELECT [DISTINCT] <select_list>
FROM <left_table>
<join_type> JOIN <right_table>
ON <join_condition>
WHERE <where_condition>
GROUP BY <group_by_list>
HAVING <having_condition>
ORDER BY <order_by_condition>
LIMIT <limit_number>

SQL执行顺序

（8）SELECT（9）DISTINCT <select_list>
（1）FROM <left_table>
（3）<join_type> JOIN <right_table>
（2）ON <join_condition>
（4）WHERE <where_condition>
（5）GROUP BY <group_by_list>
（6）<sum()avg()等聚合函数>
（7）HAVING <having_condition>
（10）ORDER BY <order_by_condition>
（11）LIMIT <limit_number>

第一步：加载from子句的前两个表计算笛卡尔积，生成虚拟表vt1；

第二步：筛选关联表符合on表达式的数据，保留主表，生成虚拟表vt2；

第三步：如果使用的是外连接，执行on的时候，会将主表中不符合on条件的数据也加载进来，做为外部行

【如果from子句中的表数量大于2，则重复第一步到第三步，直至所有的表都加载完毕，更新vt3】

第四步：执行where表达式，筛选掉不符合条件的数据生成vt4；

第五步：执行group by子句。group by 子句执行过后，会对子句组合成唯一值并且对每个唯一值只包含一行，生成vt5。一旦执行group by，后面的所有步骤只能得到vt5中的列（group by的子句包含的列）和聚合函数。

第六步：执行聚合函数，生成vt6；

第七步：执行having表达式，筛选vt6中的数据，生成vt7;

第八步：从vt7中筛选列，生成vt8；

第九步：执行distinct，对vt8去重，生成vt9。其实执行过group by后就没必要再去执行distinct，因为分组后，每组只会有一条数据，并且每条数据都不相同。

第十步：对vt9进行排序，此处返回的不是一个虚拟表，而是一个游标，记录了数据的排序顺序，此处可以使用别名；

第十一步：执行limit语句，将结果返回给客户端

mysql架构分析和执行流程分析

逻辑架构

连接器

服务管理

连接池

SQL接口

解析器

查询优化器

查询缓存

可插拔存储引擎

MyISAM

InnoDB

Memory

第一层是链接线程处理，这一层并非MySQL独有，在这一层中，主要功能有链接处理，授权验证，安全等操作。

第二层是MySQL主要层，所有的语句解析、分析、优化和缓存都在这一层进行，同时内建函数，如日期、时间等函数也在这一层进行。

第三层中所有的跨存储引擎的功能都在该层完成，例如视图、存储过程、触发器等。

第四层为存储引擎，负责数据的获取和存储。在该层提供了许多API供上层服务层调用，完成数据操作。存储引擎不能解析SQL，互相之间也不能通信。仅仅是简单的响应服务器的请求。

执行流程

1、客户端/服务器通信协议

该部分为半双工状态，要么是客户端向服务器发送数据，要么是服务器向客户端发送数据，二者不能同时进行。

当客户端向服务器发送数据时，以单独一个数据包的形式发送。若查询太大，服务器会拒绝接收更多的数据，并抛出异常；

当服务器向客户端发送数据时，一般包括多个数据包。客户端必须完整的接收所有的数据，不能拒绝接收部分数据只获取前几条。

在开发过程中应该尽量保持简单和必要的查询，这也是减少select *和加上limit限制的原因。

2、查询缓存

在解析查询语句之前，如果开启了查询缓存，MySQL会检查当前查询是否命中缓存中的数据，如果命中，检查用户权限后会直接将缓存中的数据响应给客户端，否则会执行后面的解析等操作。

MySQL的缓存存放在一个引用表中，以一个哈希值作为索引。该索引包含了一系列与查询有关的信息，例如查询本身、要查询的表等。当查询语句中包含函数、用户变量、临时表时就不会存入缓存。

MySQL的缓存也存在失效的状态，所有会影响查询结果的信息都会糅合进一个哈希值作为索引，所以当某一个表的数据或者结构发生变化时（即对某表执行写操作时），该表所涉及到的所有缓存都会失效。当查询缓存非常大时，这个操作会造成较大的系统消耗。

在读操作时，每一个查询语句执行前都会检查是否命中缓存，执行后都会存入缓存。是否打开缓存应慎之又慎。

3、语法解析及预处理

语法解析会通过关键字将查询语句进行解析，生成一棵解析树，这个过程主要是通过语法进行检查。

预处理会将解析树再次进行解析，会检查查询所包含的表、列等是否存在。

4、查询优化

一条语句有多种实现方式，优化器的作用就是评估执行成本并且选择成本最小的那一个。优化器会对执行顺序进行重新排序并执行，选出MySQL认为的最优解。

MySQL的查询优化器是一个非常复杂的部件，它使用了非常多的优化策略来生成一个最优的执行计划：

1. 重新定义表的关联顺序

2. 优化MIN()和MAX()函数（找某列的最小值，如果该列有索引，只需要查找B+Tree索引最左端，反之则可以找到最大值）

3. 提前终止查询（比如：使用Limit时，查找到满足数量的结果集后会立即终止查询）

4. 优化排序（老版本：两次传输排序，即先读取行指针和需要排序的字段在内存中对其排序，然后再根据排序结果去读取数据行；新版本：单次传输排序，也就是一次读取所有的数据行，然后根据给定的列排序。对于I/O密集型应用，效率会高很多）

5、查询执行引擎

查询执行引擎会根据优化阶段生成的执行计划（一棵指令树），依次执行并给出结果。主要实现方式是通过调用存储引擎的API实现，通过叠加等操作实现查询。

6、响应给客户端

无论是否有查询结果，都会返回给客户端，包括影响到行数、执行时长等。

此时若查询缓存打开，会将查询结果存入缓存。

当有查询结果时，将结果集返回是一个增量过程。mysql可能在生成的第一条结果时就会将结果返回给客户端，客户端不断接收直至完毕。服务端无需存储结果集占用内存，客户端也可以第一时间接收到结果。

物理存储结构

日志文件

1. 错误日志

2. 二进制日志

3. 通用查询日志

4. 慢查询日志

5. 事务日志：重做日志redo log、回滚日志undo log

   redo log通常是物理日志，记录的是数据页的物理修改，用来恢复提交后的物理数据页（只能恢复到最后一次提交的位置）。

   undo log一般是逻辑日志，根据每行记录进行记录，用来回滚行记录到某个版本。

6. 中继日志

数据文件

InnoDB数据文件

MyISAM数据文件