大家好！這是我的第一篇文章。

這篇文章我將介紹一條sql查詢語句是如何執行的

下面是mysql架構圖：

總的來說，mysql可以分為兩部分：服務器層和存儲引擎層。

服務器層包括連接器、查詢緩存、解析器、優化器、執行器等，包含mysql的大部分核心服務功能，以及所有內置功能（如日期、時間、數學和加密）功能）。所有跨存儲引擎的功能，例如存儲過程、觸發器和視圖都在這一層實現。

存儲引擎層負責數據的存儲和檢索。其架構是基于插件的，支持innodb、myisam、memory等多種存儲引擎。從mysql 5.5.5開始，innodb成為mysql的默認存儲引擎。

創建表時可以使用帶有engine=memory的create table語句指定內存引擎。

不同的存儲引擎共享同一個server層

連接器

第一步是連接數據庫，這需要連接器。連接器負責與客戶端建立連接、獲取權限并維護和管理連接。連接命令為：

mysql -h$ip -p$port -u$user -p 

該命令用于與服務器建立連接。完成經典的 tcp 握手后，連接器將使用提供商的用戶名和密碼來驗證您的身份。

• 如果用戶名或密碼不正確，您將收到“用戶錯誤導致訪問被拒絕”的消息，并且客戶端程序將終止。
• 如果身份驗證成功，連接器將從權限表中檢索當前帳戶的權限。此連接期間的所有權限檢查都依賴于此初始檢索。

這意味著一旦連接成功建立，管理員對用戶權限所做的任何更改都不會影響現有連接的權限。只有新連接才會使用更新后的權限設置。

連接建立后，如果沒有后續動作，則連接進入空閑狀態，可以使用show processlist命令查看：

如果客戶端長時間處于不活動狀態，連接器將自動斷開連接。持續時間由 wait_timeout 參數控制，默認為 8 小時。

如果連接終止并且客戶端發送請求，則會收到錯誤消息：在查詢期間丟失與 mysql 服務器的連接。要繼續，您需要重新連接，然后執行請求。

在數據庫中，持久連接是指客戶端在成功連接后為連續請求保持相同的連接。短連接是指在幾次查詢后斷開連接并重新連接以進行后續查詢。

由于連接過程比較復雜，建議開發過程中盡量減少連接的創建，即盡可能使用持久連接。

但是，當使用持久連接時，mysql 的內存使用量可能會顯著增加，因為執行期間使用的臨時內存是在連接對象內管理的。僅當連接終止時，這些資源才會被釋放。如果長連接不斷累積，可能會導致內存使用過多，導致系統強行終止mysql（oom），導致意外重啟。

解決方案：

1. 定期斷開持久連接。使用連接一段時間或執行消耗過多內存的查詢后，請斷開連接并重新連接以進行后續查詢。
2. 如果您使用的是 mysql 5.7 或更高版本，您可以在執行資源密集型操作后使用 mysql_reset_connection 來重新初始化連接資源。此過程不需要重新連接或重新驗證，而是將連接重置為剛剛創建的狀態。

查詢緩存

注意：從 mysql 8.0 開始，查詢緩存功能已被完全刪除，因為其弊大于利。

當mysql收到查詢請求時，它首先檢查查詢緩存，看看這個查詢之前是否已經執行過。之前執行過的查詢及其結果以鍵值對的形式緩存在內存中。鍵是查詢語句，值是結果。如果在查詢緩存中找到該鍵，則將該值直接返回給客戶端。

如果在查詢緩存中未找到查詢，則過程繼續。

為什么查詢緩存弊大于利？

查詢緩存失效的情況非常頻繁地發生。對表的任何更新都會清除與該表相關的所有查詢緩存，導致緩存命中率非常低，除非該表是靜態配置表。

mysql提供了一種“按需”的方法來使用查詢緩存。通過將參數query_cache_type設置為demand，sql語句默認不會使用查詢緩存。要使用查詢緩存，可以顯式指定 sql_cache:

select sql_cache * from t where id=10; 

解析器

如果查詢緩存沒有命中，則語句執行過程開始。 mysql 首先需要了解要做什么，因此它會解析 sql 語句。

解析器首先執行詞法分析。輸入的 sql 語句由字符串和空格組成，mysql 會對其進行分析，以識別每個部分代表的含義。例如select標識為查詢語句，t標識為表名，id標識為列。

詞法分析之后，進行語法分析。語法分析器根據詞法分析的結果判斷sql語句是否符合mysql的語法規則。

如果存在語法錯誤，將會顯示類似“您的 sql 語法有錯誤”的錯誤消息。例如，在以下查詢中，select 關鍵字拼寫錯誤：

mysql> elect * from t where id=1;  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 t where id=1' at line 1 

優化器

解析之后，mysql 知道你想做什么。接下來，優化器確定如何執行。

當一個表有多個索引時，優化器決定使用哪個索引，或者當查詢涉及多個表時，優化器決定表連接的順序。例如，在以下查詢中：

select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20; 

查詢可以從檢索 t1 或 t2 中的值開始。兩種方法產生相同的邏輯結果，但它們的性能可能不同。優化器的作用是選擇最有效的計劃。

優化階段結束后，流程進入執行器。

執行者

執行器開始執行查詢。

執行前，首先檢查當前連接是否有查詢表的權限。如果沒有，則返回錯誤，指示權限不足。 （從查詢緩存返回結果時也會執行權限檢查。）

如果授予權限，則打開表并繼續執行。在此過程中，執行器根據表的引擎定義與存儲引擎進行交互。

例如，假設表 t 在 id 列上沒有索引。執行者的執行過程如下：

1. 調用innodb引擎接口取出表的第一行，檢查id值是否為10，如果不是則跳過；如果是，則將其添加到結果集中。
2. 調用引擎接口獲取“下一行”，重復相同的邏輯，直到檢查完所有行。
3. 執行器將累積的結果集返回給客戶端。

至此，查詢完成。

對于索引表，該過程涉及使用引擎的預定義方法來迭代獲取“第一個匹配行”和“下一個匹配行”。

慢查詢日志中，rows_examined字段表示查詢執行過程中掃描的行數。每次執行器調用引擎檢索數據行時，該值都會累加。

在某些情況下，對執行器的單次調用可能涉及在引擎內部掃描多行。因此，引擎掃描的行數不一定等于 rows_examined.

結尾

感謝您的閱讀！希望文章對您有所幫助。