面試官說道，小夥子耗子尾汁，查詢SQL的執行流程難道都不知道嗎？

前言

最近朋友小王正在找工做，而後有一個面試官問他知不知道 「查詢SQL具體的執行流程」 。

小王說不知道呀，而後面試官直接對小王說：小夥子 耗子尾汁(好自爲之) ，怎麼連這麼簡單的都不知道呢？

小王聽後脫口而出：哼！面試官你 不講武德 ，不按套路出牌呀，你應該問問索引相關的知識呀，這個我倍清楚。

在聽完小王描述後，本身也在腦海中搜了搜這個知識點，可憐的是個人知識庫裏也沒找到相關內容，而後就去面壁思過了，隨後本文就誕生了。

注意 ：本文主要以 MySql 爲例；說到了MySql了，而後再嘮叨下如今使用十分廣泛的MySql的姊妹數據庫 MariaDB 。

MariaDB 是個什麼東東呢？

MySql被Oracle收購後，MySql的創始人擔憂MySql數據庫發展的將來(開發緩慢、封閉、可能會被閉源)，因而建立了一個分支MariaDB，默認使用全新的Maria存儲引擎，它是原來Mysql中的 MyISAM 存儲引擎的升級版。

本文主線：

①、MySql的總體架構描述；

②、Server層各節點描述；

③、InnoDB存儲引擎描述；

MySql架構描述

咱啥也先不說，先貼上一張摘抄自網上的大圖：

上面這張圖描述的清不清晰呢？不清晰，那彆着急，咱再貼一張：

Server服務層描述：

經過上面的架構圖能夠得知，Server層中主要由 鏈接器、查詢緩存、解析器/分析器、優化器、執行器 幾部分組成的，下面將主要描述下這幾部分。

鏈接器

客戶端想要對數據庫進行操做時，前提是與數據庫創建好鏈接；而鏈接器就是用來負責跟客戶端創建鏈接、獲取權限、維持和管理鏈接的。

鏈接方式：

MySQL既支持短鏈接，也支持長鏈接。短鏈接就是操做完畢後，立刻close關掉。

長鏈接能夠保持打開，減小服務端建立和釋放鏈接的消耗，後面的程序訪問的時候還可使用這個鏈接。 通常咱們會在鏈接池中使用長鏈接。

長鏈接使用時的注意事項：

客戶端與服務器創建長鏈接，默認有效時間是 8小時 ，超過8小時MySql服務器就會將鏈接斷開了，那麼客戶端再次請求的話，就會報 鏈接已斷開的問題 ；

而且保持長鏈接會消耗內存。長時間不活動的鏈接，MySQL服務器會斷開。那這個8小時的超時時間怎麼查看呢？

-- 非交互式超時時間，如 JDBC 程序
show global variables like 'wait_timeout';  

-- 交互式超時時間，如數據庫工具
show global variables like' interactive_timeout';

執行後獲得下圖結果：默認都是28800秒，8小時 。

通常項目中使用的鏈接池中的鏈接都是長鏈接的；（例如：druid、c3p0、dbcp等）

舉個例子，說明下長鏈接超時斷開致使的實際問題：

某個朋友的公司有個管理系統，這個系統使用的時Mysql,可是他最近遇到了一個問題：就是系統明明前天是好用的，可是次日去到公司後就打不開了，只要將系統重啓就行了，一時間不知道什麼緣由，什麼鬼嘛，苦惱？

最後經過查看日誌才發現是鏈接池中的鏈接都斷開了，由於從前天到次日上班這之間隔得時間超過了8小時了。
唉，這麼個小知識點致使好幾天的困惑，實在不應呀，仍是知識掌握的不全面呀。

好了，如今也找到問題緣由了，可是它該怎麼解決呢？

長鏈接超時斷開的解決方案：

①、按期斷開長鏈接。使用一段時間，或者程序裏面判斷執行過一個佔用內存的大查詢後，斷開鏈接，以後要查詢再重連。

②、若是你用的是 MySQL 5.7 或更新版本，能夠在每次執行一個比較大的操做後，經過執行 mysql_reset_connection 來從新初始化鏈接資源。這個過程不須要重連和從新作權限驗證，可是會將鏈接恢復到剛剛建立完時的狀態。

查詢緩存

MySQL緩存是默認關閉的，也就是說不推薦使用緩存，爲何呢？

MySql爲何默認不開啓緩存呢？

主要是因爲它的使用場景限制的：

①、先說下緩存中數據存儲格式：key（sql語句）-value（數據值）；因此若是SQL語句（key）只要存在一點不一樣之處就會直接進行數據庫查詢了；

②、因爲表中的數據不是一成不變的，大多數是常常變化的，而當數據庫中的數據變化了，那麼相應的與此表相關的緩存數據就須要移除掉；

須要注意的是， MySQL 8.0 版本直接將查詢緩存的整塊功能刪掉了，也就是說8.0開始完全沒有這個功能了。

分析器

分析器的工做主要是對要執行的SQL語句進行解析，最終獲得抽象語法書，而後再使用預處理器判斷抽象語法樹中的表是否存在，若是存在的話，在接着判斷select投影列字段是否在表中存在等。

詞法分析

詞法分析用於將SQL拆解爲不可再分的原子符號，稱爲Token。並根據不一樣數據庫方言所提供的字典，將其歸類爲關鍵字，表達式，字面量和操做符。

語法分析

語法分析就是根據詞法分析拆解出來的Token（原子符號）將SQL語句轉換爲抽象語法樹。下面就直接舉例說明，看一個SQL它的抽象語法書到底長神魔樣：

SQL語句：

SELECT id, name FROM t_user WHERE status = 'ACTIVE' AND age > 18

而後上面的SQL語句通過詞法分析、語法分析後獲得的抽象語法書以下：

圖片摘自：https://shardingsphere.apache...

注意，爲了便於理解，抽象語法樹中的關鍵字的Token用綠色表示，變量的Token用紅色表示，灰色表示須要進一步拆分。

預處理器

預處理是用來對生成的 抽象語法樹 進行語義校驗，語義校驗就是對查詢的表、select投影列字段進行校驗，判斷表、字段是否存在等；

優化器

優化器的做用：
主要是將SQL通過詞法解析/語法解析後獲得的語法樹，經過MySQL的數據字典和統計信息的內容，通過 一系列運算 ，從而得出一個 執行計劃 。

在優化過程當中，通過的一系列運算是什麼呢？下面簡單說下：

①、邏輯變換：例如SQL的where條件中存在 8>9，那邏輯轉換就是將語法樹中存在的這種常量表達式直接進行化簡，化簡爲 false；除了化簡還有常量表達式計算等。

②、代價優化：就是經過付出一些數據統計分析的代價，來獲得這個SQL執行是否能夠走索引，以及走哪些索引；除此以外，在多表關聯查詢中，肯定最終表join的順序等；

在分析是否走索引查詢時，是經過進行 動態數據採樣統計分析 出來；只要是統計分析出來的，那就可能會存在分析錯誤的狀況，因此在SQL執行不走索引時，也要考慮到這方面的因素。

MySql執行計劃怎麼查看呢？

在執行的SQL語句前添加上 explain 關鍵字便可；

擴展： Oracle怎麼查看執行計劃？ 參考此文章 Oracle經過執行計劃查看查詢語句是否使用索引

執行器

MySQL 經過分析器知道了你要作什麼，經過優化器知道了該怎麼作，因而就進入了執行器階段，開始執行語句。
開始執行的時候，要先判斷一下創建鏈接的對象對這個表有沒有執行操做的權限，若是沒有，就會返回沒有權限的錯誤；若是有，就按照生成的執行計劃進行執行。

經過文章最開始的架構圖可知，執行器下面鏈接的就是存儲引擎了，執行器就是經過調用存儲引擎提供的API接口進行調用操做數據的。

存儲引擎描述

存儲引擎是對底層物理數據執行實際操做的組件，爲Server服務器層提供各類操做數據的 API。MySQL 支持插件式的存儲引擎，包括 InnoDB 、MyISAM、Memory 等。通常狀況下，MySQL默認使用的存儲引擎是 InnoDB 。

InnoDB 存儲引擎支持的功能總覽

擴展

InnoDB存儲引擎深刻學習，啥也不說了，先貼上其總體架構圖：以下圖所示，InnoDB存儲引擎總體分爲內存架構（Memory Structures）和磁盤架構（Disk Structures）。

若是想深刻學習，請參考此文章 你竟然還不知道Mysql存儲引擎InnoDB分爲內存架構、磁盤架構？

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參考資料

①、查詢sql的執行過程及MySQL架構分析

②、執行SQL查詢語句時,其底層到底經歷了什麼?