MySQL的体系结构与SQL的执行流程

小灰灰 2024-02-17 09:52 40阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  体系结构
 *  SQL语句的执行流程
 *   *  1、连接MySQL
     *  2、查询缓存
     *  3、解析SQL语句
     *  4、优化SQL语句
     *  5、执行SQL语句
 *  总结

## 前言 ##

如果你在使用MySQL时只会写sql语句的，那么你应该看一下[《MySQL优化的底层逻辑》][MySQL]。如果你只了解到sql是如何优化的，那么你应该通过本文了解一下Mysql的体系结构以及sql语句的执行流程。

## 体系结构 ##

先来看下MySQL的体系结构，下图是在MySQL官方网站上扒下来的，所以有很高的权威性和准确性。

![在这里插入图片描述][a3875fd359b84b7c96183c22974bff5e.png]

通过这张图，我们可以直观的看到MySQL的内部结构，包括连接器、缓存、解析器、优化器、存储引擎以及支持DDL、DML、存储过程、视图等功能的SQL接口。接下来，通过一条sql语句的执行来深入了解MySQL各个组件功能以及其作用。

## SQL语句的执行流程 ##

### 1、连接MySQL ###

通常我们会编写sql语句通过某个客户端来执行并且接受执行结果，比如命令行、JDBC、navicat。但是在执行前肯定需要先和MySQL服务成功建立连接，这个就是「**连接器**」的工作。

这里通过命令行的方式MySQL服务建立连接，命令如下：

mysql -h127.0.0.1 -uroot -p

命令连接的是本地的MySQL服务，在输入密码后，连接器会验证用户和密码，如果验证失败会给客户端响应拒绝访问的信息。

![在这里插入图片描述][faed40a694e4410a88b7dccbb3b71067.png]

验证成功后，连接器会与该客户端成功建立连接并且读取该用户的权限，用户之后的操作都会基于权限进行控制。

> 那么用户名和密码以及权限在哪存储呢？

在MySQL中，除了开发人员创建的业务库，还有支撑自己运行的系统库，包括mysql、sys、perfermance\_schema、information\_schema，用户信息就存储在mysql这个库。

![在这里插入图片描述][2f6d17ff16554605a81f1017725a88c9.png]

当然，MySQL的连接数也是有限制的，这个可以通过`max_connections`参数控制。

MySQL [mysql]> show variables like 'max_connections';
    +-----------------+-------+
    | Variable_name   | Value |
    +-----------------+-------+
    | max_connections | 1215  |
    +-----------------+-------+

也可以通过 `show processlist` 查看当前连接的客户端。

### 2、查询缓存 ###

当成功建立连接后，客户端就可以向MySQL服务发送sql语句了，「**SQL接口**」就像我们写的Controller一样会接收到sql语句，如果是 `select` 语句，将会去「**缓存**」中检索结果响应给客户端。

有些博客的说法是在解析后才查询缓存，这种说法是不严谨的，这里抛出官方的说明“如果收到相同的语句，服务器将从查询缓存中检索结果，而不是解析并再次执行该语句”

![在这里插入图片描述][02608e626d2b4d3899960df5fae0975e.png]

同时在该说明中可以看到“**从MySQL 5.7.20开始，查询缓存已被弃用，并在MySQL 8.0中被删除。**”这个注释。按照官方的说法是“**缓存只适用于表数据不会经常变动的场景，如果表数据经常更新（很明显大多是这个场景），缓存命中率低下，加上频繁的维护缓存，有时候造成的问题比解决的问题还要多，缓存的功能就显得比较鸡肋了。**”

### 3、解析SQL语句 ###

在经过缓存后，就由「**解析器**」开始工作了，解析器的目的是检查sql语句是否正确以及将sql语句解析成MySQL能够理解的结构，也就是sql语法树。

像 `select1 id from table1` 这条sql语句就会在解析时报错，因为没有识别到 `select` 这个关键字（对列名、表名的检查和验证是在预处理阶段）。

![在这里插入图片描述][d01d714cb50b465b9ea34685262fee0d.png]

而像 `select id from table1` 这条sql语句会被解析成下图：

![在这里插入图片描述][7e4342cb07b74cdfbd40a55308b3bbdd.png]

如果想了解具体的解析过程可以参考[这篇博客][Link 1]

### 4、优化SQL语句 ###

通过解析器生成sql语法树后就到了「**优化器**」阶段了，sql如何执行、使不使用索引、使用哪个索引都是在这个阶段处理，[《MySQL优化的底层逻辑》][MySQL]中有写到，这里不过多赘述。

### 5、执行SQL语句 ###

经过「**优化器**」后最终生成一个最优的执行计划交给「**执行器**」来执行，执行器通过调用「**存储引擎**」的接口来获取数据，这里先不展开执行器与存储引擎的交互，后面的文章会详细阐述一下。

## 总结 ##

至此，一条查询语句的执行流程已经非常清晰了，同时也认识了MySQL的整个体系结构以及各组件的作用。最后用一张图来收尾本文的核心内容并做总结。

![在这里插入图片描述][769f38667f124cbd91f04ea03b1e2156.png]

一条查询SQL语句的执行流程：

1.  客户端通过连接器连接MySQL服务。
2.  连接成功后向SQL接口发送SQL语句请求。
3.  SQL接口接收到SQL查询语句会先去缓存查询，如果命中返回给客户端，否则交给解析器。
4.  解析器在拿到SQL语句后会判断语法是否正确，正确会生成sql语法树交给优化器，否则报错给客户端。
5.  优化器会根据sql语法树生成一个最优的执行计划交给执行器执行。
6.  执行器拿到执行计划调用存储引擎来获取数据响应给客户端。
7.  完成！！！

[MySQL]: https://wangbinguang.blog.csdn.net/article/details/134464163
[a3875fd359b84b7c96183c22974bff5e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/d97917ca115248bd8cf90f9de9bbdc6f.png
[faed40a694e4410a88b7dccbb3b71067.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/6c4ace2067f94d97b296bbd281546ff4.png
[2f6d17ff16554605a81f1017725a88c9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/72e3fc232b824aedb2d45b4e9968a383.png
[02608e626d2b4d3899960df5fae0975e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/cddc86bbaca540809b4c766fab9505f7.png
[d01d714cb50b465b9ea34685262fee0d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/e6f661998b824ed7984eecbf4ab205f4.png
[7e4342cb07b74cdfbd40a55308b3bbdd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/7b3bb5e8447741ee8754ba83304d2c65.png
[Link 1]: https://www.cnblogs.com/jkin/p/16848540.html
[769f38667f124cbd91f04ea03b1e2156.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/28358b90f1c84db6bd7f032b9318c20b.png