01 | 基礎架構：一條SQL查詢語句是如何執行的？

學習筆記：

MySQL基本架構圖

其實一條SQL的查詢語句的執行並非很複雜！

咱們就從最簡單的一條查詢語句來入手分析這個問題。 好比一條SELECT * FROM T WHERE ID=10;這樣的語句它的整個執行的流程是怎麼樣的呢？

上圖就是MySQL的結構圖，從結構上咱們能看到MySQL的結構主要分爲兩層：

• server層 主要包括：鏈接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器等
• 引擎層 引擎層主要是負責數據的存儲和讀取

鏈接器

鏈接器主要是負責鏈接MySQL客戶端並獲取權限以及維持鏈接狀態。咱們想要執行MySQL語句以前先要鏈接MySQL客戶端，執行語句:

mysql -h $hostname -P $port -u $user -p
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執行上面語句的時候會出現如下兩種狀況：

• 若是用戶名或者密碼不正確則會出現報錯ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'test'@'localhost' (using password: NO)，相信這個報錯大多數用過MySQL的人都遇到過，從字面上也很好理解，訪問拒絕對於test這個用戶，而後程序結束。
• 若是用戶名和密碼正確則會進入MySQL客戶端界面。在進入以前，MySQL會根據用戶名查詢出該用戶擁有的權限，這個鏈接中的全部權限校驗都是依賴於以前查詢的權限。

查詢緩存

NOTE The query cache is deprecated as of MySQL 5.7.20, and is removed in MySQL 8.0

查詢緩存是指輸入查詢語句，MySQL會優先執行查詢緩存，若是命中緩存則直接返回查詢結果。在MySQL中對於每次查詢的結果會有緩存，每次有對於數據庫表結構或者數據的修改，緩存就會失效。若是沒有命中緩存就會繼續往下執行。 因此在大多數狀況下緩存的命中率是很低的，除非是一張更新頻率很是低的靜態表，不然緩存的命中率會很是的低。MySQL官方也是在MySQL8.0中放棄了對於查詢緩存的支持。因此在大多數狀況下是不建議使用查詢緩存的。 關於查詢緩存的配置請參考官方文檔操做：Query Cache Configuration

分析器

沒有命中緩存，就要開始執行真正的執行語句了。分析器的工做主要是對輸入的SQL語句作解析。 首先會作"詞法分析"，當你輸入一竄SQL語句的時候，系統要先能識別T是一個表名，ID是字段名，WHERE和SELECT是一個MySQL的關鍵字...等。 作完了這些以後就會進行"語法分析"，語法分析就是判斷這些關鍵字是否合法，若是你輸入的SQL語句語法不正確就是有提示，好比WHERE關鍵字少個W

SELECT * FROM T HERE ID = 10;
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 'ID = 10' at line 1
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經過以上的輸出，咱們能看到語法的檢測是在分析器階段執行的，若是遇到syntax error，只須要關注use near關鍵字後面的部分。

優化器

優化器顧名思義就是對SQL語句作優化的步驟，那就有同窗有問題了，SQL語句都寫好了，MySQL系統還能對其作優化？答案是：固然能。

SELECT * FROM t1 JOIN t2 ON `id` WHERE t1.a = 10 AND t2.b = 20;
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上面是一條簡單的SQL語句，系統的執行順序能夠以下：

• 能夠先查詢t1表中a字段等於10的數據,而後根據查詢結果經過ID關聯t2表，判斷t2表中的b字段是否等於20。
• 也能夠先查詢t2表中b字段等於20的數據，而後根據插敘結果經過ID關聯到t1表，判斷t1表a字段是否等於10。

還有一些是關於數據庫索引的優化，這個部分比較複雜，後面會單獨講到。

執行器

當前面幾個步驟完成的時候就開始進入到執行器階段，執行器首先會作權限校驗，判斷當前用戶是否有該SQL語句的操做權限，若是沒有則會報錯。

DELETE FROM t;
ERROR 1142 (42000): DELETE command denied to user 'test'@'localhost' for table 't'
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若是權限校驗也經過就會真正的執行查詢，查詢是經過調用引擎提供的API。

引擎

引擎層是經過插件的形式存在的，存儲引擎負責MySQL中數據的儲存和提取。服務器經過API與儲存引擎行進通訊，這些API屏蔽了不一樣引擎之間的差別，使得引擎的差別對服務層沒有影響。不一樣的數據存儲引擎之間也是不通訊的，互相之間不會影響。