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MySQL的体系结构与SQL的执行流程

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》。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

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

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

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。

MySQL [mysql]> show processlist;
+------+------+-----------------+-------+---------+------+----------+------------------+
| Id   | User | Host            | db    | Command | Time | State    | Info             |
+------+------+-----------------+-------+---------+------+----------+------------------+
| 1156 | root | 127.0.0.1:61223 | mysql | Query   |    0 | starting | show processlist |
+------+------+-----------------+-------+---------+------+----------+------------------+

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

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。

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

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

如果想了解具体的解析过程可以参考这篇博客

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》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

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!!!

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