java八股文面试[数据库]——MySQL 执行一条查询语句的内部执行过程

柔情只为你懂 2024-03-05 01:42 95阅读 0赞

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*  ①**建立连接**（Connectors&Connection Pool）
 *  通过客户端/服务器通信协议与MySQL建立连接。MySQL 客户端与服务端的通信方式是 “ **半双工** ”。对于每一个 MySQL 的连接，**时刻都有一个线程状态来标识这个连接正在做什么**。
 *  通讯机制：
    
     *  全双工：能同时发送和接收数据，例如平时打电话。
     *  半双工：指的某一时刻，**要么发送数据**，**要么接收数据**，不能同时。例如早期对讲机
     *  单工：只能发送数据或只能接收数据。例如**单行道**
    
    **线程状态**：
 *  show **processlist**; //查看用户正在运行的线程信息，root用户能查看所有线程，其他用户只能看自己的
    
     *  id：线程ID，可以使用kill xx；
     *  user：启动这个线程的用户
     *  Host：发送请求的客户端的IP和端口号
     *  db：当前命令在哪个库执行
     *  Command：该线程正在执行的操作命令
        
         *  Create DB：正在创建库操作
         *  Drop DB：正在删除库操作
         *  Execute：正在执行一个PreparedStatement
         *  Close Stmt：正在关闭一个PreparedStatement
         *  Query：正在执行一个语句
         *  Sleep：正在等待客户端发送语句
         *  Quit：正在退出
         *  Shutdown：正在关闭服务器
     *  Time：表示该线程处于当前状态的时间，单位是秒
     *  State：线程状态
        
         *  Updating：正在搜索匹配记录，进行修改
         *  Sleeping：正在等待客户端发送新请求
         *  Starting：正在执行请求处理
         *  Checking table：正在检查数据表
         *  Closing table : 正在将表中数据刷新到磁盘中
         *  Locked：被其他查询锁住了记录
         *  Sending Data：正在处理Select查询，同时将结果发送给客户端
     *  Info：一般记录线程执行的语句，默认显示前100个字符。想查看完整的使用show full processlist;
 *  ②**查询缓存**（Cache&Buffer），这是MySQL的一个可优化查询的地方，如果开启了查询缓存且在查询缓存过程中查询到**完全相同的SQL语句**，则将查询结果直接返回给客户端；如果没有开启查询缓存或者没有查询到完全相同的 SQL 语句则会由**解析器进行语法语义解析，并生成“解析树”**。
    
     *  缓存Select查询的结果和SQL语句
     *  执行Select查询时，先查询缓存，判断是否存在可用的记录集，要求是否完全相同（包括参数值），这样才会匹配缓存数据命中。
     *  即使开启查询缓存，以下SQL也不能缓存
        
         *  查询语句使用SQL\_NO\_CACHE
         *  查询的结果大于query\_cache\_limit设置
         *  查询中有一些不确定的参数，比如now()
     *  show variables like '%**query\_cache**%'; //查看查询缓存是否启用，空间大小，限制等
     *  show status like 'Qcache%'; //查看更详细的缓存参数，可用缓存空间，缓存块，缓存多少等
 *  ③**解析器**（Parser）将客户端发送的SQL进行语法解析，生成"解析树"。预处理器根据一些MySQL规则进一步检查“解析树”是否合法，例如这里将检查数据表和数据列是否存在，还会解析名字和别名，看看它们是否有歧义，最后生成新的“解析树”。
 *  ④**查询优化器**（Optimizer）根据“解析树”生成最优的执行计划。MySQL使用**很多优化策略**生成最优的执行计划，可以分为两类：**静态优化**（编译时优化）、**动态优化**（运行时优化）。
    
     *  **等价变换策略**
        
         *  5=5 and a>5 改成 a > 5
         *  a < b and a=5 改成b>5 and a=5
         *  基于联合索引，调整条件位置等
     *  **优化count、min、max等函数**
        
         *  InnoDB引擎min函数只需要找索引**最左边**
         *  InnoDB引擎max函数只需要找索引**最右边**
         *  MyISAM引擎count(\*)，**不需要计算，直接返回**
     *  **提前终止查询**
        
         *  使用了limit查询，获取limit所需的数据，就不在继续遍历后面数据
     *  **in的优化**
        
         *  MySQL对in查询，会先**进行排序**，再采用二分法查找数据。比如where id in (2,1,3)，变成 in (1,2,3)
 *  ⑤**查询执行引擎负责执行 SQL 语句**，此时查询执行引擎会根据 SQL 语句中表的存储引擎类型，以及对应的API接口与**底层存储引擎**缓存或者物理文件的交互，得到查询结果并返回给客户端。若开启用查询缓存，这时会将SQL 语句和结果完整地保存到查询缓存（Cache&Buffer）中，以后若有相同的 SQL 语句执行则直接返回结果。
    
     *  如果开启了查询缓存，先将查询结果**做缓存操作**
     *  返回结果过多，采用**增量模式返回**

###### Mysql内部支持缓存查询吗？ ######

使用缓存的好处：当MySQL接收到客户端的查询SQL之后，仅仅只需要对其进行相应的**权限验证**之后，就会通过**Query Cache**来查找结果，甚至都**不需要经过**Optimizer模块进行执行计划的分析优化，更不需要发生任何存储引擎的交互.

mysql5.7支持内部缓存，**8.0之后已废弃**

mysql缓存的**限制**

1. mysql基本没有手段灵活的管理缓存**失效和生效**，尤其对于**频繁更新**的表  
2. SQL必须**完全一致**才会导致cache命中  
3. 为了节省内存空间，**太大的result set**不会被cache (< query\_cache\_limit)；  
4. MySQL缓存在**分库分表环境下**是**不起作用**的；  
5. 执行SQL里有**触发器,自定义函数**时，MySQL缓存也是不起作用的；  
6. 在表的结构或数据发生改变时，基于该表相关cache立即**全部失效**。

替代方案

\* **应用层组织缓存**，最简单的是使用**redis，ehcached**等

知识来源：马士兵教育

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