SQL语句执行流程

短命女 2021-11-09 05:16 561阅读 0赞

### SQL语句执行流程 ###

*  前言
 *  查询语句
 *  更新语句
 *  总结

# 前言 #

在上一篇文章中，我们介绍了MySQL的基础架构组成，本文来给大家介绍SQL语句在MySQL中是如何执行的。  
其实我们的 sql 可以分为两种，一种是查询，一种是更新（增加，更新，删除）。我们先分析下查询语句

# 查询语句 #

来看一个例子

select * from tb_student  A where A.age='18' and A.name=' 张三 ';

*  先检查该语句是否有权限，如果没有权限，直接返回错误信息，如果有权限，在 MySQL8.0 版本以前，会先查询缓存，以这条 sql 语句为 key 在内存中查询是否有结果，如果有直接缓存，如果没有，执行下一步。
 *  通过分析器进行词法分析，提取 sql 语句的关键元素，比如提取上面这个语句是查询 select，提取需要查询的表名为 tb\_student,需要查询所有的列，查询条件是这个表的 id=‘1’。然后判断这个 sql 语句是否有语法错误，比如关键词是否正确等等，如果检查没问题就执行下一步。
 *  接下来就是优化器进行确定执行方案，上面的 sql 语句，可以有两种执行方案：

a.先查询学生表中姓名为“张三”的学生，然后判断是否年龄是 18。
      b.先找出学生中年龄 18 岁的学生，然后再查询姓名为“张三”的学生。

那么优化器根据自己的优化算法进行选择执行效率最好的一个方案。那么确认了执行计划后就准备开始执行了。

*  进行权限校验，如果没有权限就会返回错误信息，如果有权限就会调用数据库引擎接口，返回引擎的执行结果。

# 更新语句 #

例子

update tb_student A set A.age='19' where A.name=' 张三 ';

其实条语句也基本上会沿着上一个查询的流程走，只不过执行更新的时候肯定要记录日志，这就会引入日志模块了，MySQL 自带的日志模块式 binglog（归档日志） ，所有的存储引擎都可以使用，我们常用的 InnoDB 引擎还自带了一个日志模块 redo log（重做日志），我们就以 InnoDB 模式下来探讨这个语句的执行流程。流程如下：

*  先查询到张三这一条数据，如果有缓存，也是会用到缓存。
 *  然后拿到查询的语句，把 age 改为 19，然后调用引擎 API 接口，写入这一行数据，InnoDB 引擎把数据保存在内存中，同时记录 redo log，此时 redo log 进入 prepare 状态，然后告诉执行器，执行完成了，随时可以提交。
 *  执行器收到通知后记录 binlog，然后调用引擎接口，提交 redo log 为提交状态。
 *  更新完成。

**那么为什么要用两个日志模块，用一个日志模块不行吗?**  
这是因为最开始 MySQL 并没与 InnoDB 引擎( InnoDB 引擎是其他公司以插件形式插入 MySQL 的) 整合，MySQL 自带的引擎是 MyISAM，但是我们知道 redolog 是 InnoDB 引擎特有的，其他存储引擎都没有，这就导致会没有 crash-safe 的能力(crash-safe 的能力即使数据库发生异常重启，之前提交的记录都不会丢失)，binglog 日志只能用来归档。  
并不是说只用一个日志模块不可以，只是 InnoDB 引擎就是通过 redolog 来支持事务的。那么，又会有同学问，我用两个日志模块，但是不要这么复杂行不行，为什么redolog要引入prepare预提交状态？这里我们用反证法来说明下为什么要这么做？

*  先写 redo log 直接提交，然后写binlog，假设写完 redo log 后，机器挂了，binlog 日志没有被写入，那么机器重启后，这台机器会通过 redo log 恢复数据，但是这个时候bingog并没有记录该数据，后续进行机器备份的时候，就会丢失这一条数据，同时主从同步也会丢失这一条数据。
 *  先写binglog，然后写redolog，假设写完了binglog，机器异常重启了，由于没有redolog，本机是无法恢复这一条记录的，但是binglog又有记录，那么和上面同样的道理，就会产生数据不一致的情况。

如果采用redolog两阶段提交的方式就不一样了，写完binglog后，然后再提交redolog就会防止出现上述的问题，从而保证了数据的一致性。  
**那么问题来了，有没有一个极端的情况呢？**  
假设redolog处于预提交状态，binglog 也已经写完了，这个时候发生了异常重启会怎么样呢？  
这个就要依赖于 MySQL 的处理机制了，MySQL 的处理过程如下：

*  判断 redo log 是否完整，如果判断是完整的，就立即提交。
 *  如果 redo log 只是预提交但不是 commit 状态，这个时候就会去判断 binlog 是否完整，如果完整就提交 redo log, 不完整就回滚事务。  
    这样就解决了数据一致性的问题。

# 总结 #

SQL 等执行过程分为两类，一类对于查询等过程如下：  
权限校验—>查询缓存—>分析器—>优化器—>权限校验—>执行器—>引擎  
对于更新等语句执行流程如下：  
分析器---->权限校验---->执行器—>引擎—>redo log prepare—>binlog—>redo log commit