MySQL 01 基础架构：一条SQL查询语句是如何执行的？

比如执行一条查询语句：

1. select * from T where ID=10;

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首先给出MySQL的基本架构示意图，从中也可以看到执行过程：

基本结构分为两部分：

• Server层。里面包含连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL大多数核心服务功能，以及所有内置函数。
  
• 存储引擎层。负责数据存储和提取，是插件式的，支持多种存储引擎。目前MySQL默认存储引擎为InnoDB。
  

再以前面的查询语句为例，来看具体的执行流程：
1. 连接器

连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。
当用户在客户端输入连接命令和密码，连接器会开始认证身份。

• 如果用户名或密码错误，会收到一个Access denied for user错误，然后客户端程序结束执行。
  
• 如果认证通过，连接器会在权限表中查出用户拥有的权限，之后该连接里的权限判断逻辑仅依赖于此时读到的权限。这也意味着，如果之后修改权限，不会影响已存在的连接的权限。
  

连接完成后，如果没有后续动作，连接会处于空闲状态，到一定时间会自动断开连接。这个时间默认为8小时。如果连接断开，客户端再次发送请求，就会收到错误提醒。
数据库的连接分为两种：

• 长连接：连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。
  
• 短连接：每次执行很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立一个。
  

由于建立连接过程比较复杂，建议尽量使用长连接。
但长连接很多的情况下，由于MySQL执行过程使用的内存管理在连接对象里，会导致MySQL内存占用大幅增长，甚至因为太大被系统强制杀掉，造成MySQL异常重启。
对于该问题，考虑两个解决方案：

• 定期断开长连接。使用一段时间后，或程序里判断执行过一个大查询后，断开该连接，之后要查询再重连。
  
• 在MySQL 5.7及之后，执行完大查询后，可以执行mysql_reset_connection来重新初始化连接资源，该语句会将连接恢复到刚创建完时的状态，而不需要重连和重新权限验证。
  

2. 查询缓存

执行过的查询可能以key-value形式缓存起来，其中key是查询语句，value是查询结果。
如果查询能在缓存中找到，那么就可以直接返回结果给客户端。如果不在缓存中，则继续后面的执行阶段，且执行完成后会将结果存入缓存。
但查询缓存往往弊大于利。因为查询缓存失效很频繁，只要在一张表里做一次更新，这张表的所有查询缓存都会被清空，所以更新多的数据库中查询缓存命中率非常低。从MySQL 8.0开始，已经没有查询缓存了。
3. 分析器

分析器先做词法分析，MySQL会从SQL语句识别出select关键字、把T识别成表名、把ID识别成列名。
然后做语法分析，会判断该语句是否满足语法。比如表名或列名是否有问题。
4. 优化器

优化器是在表中有多个索引时，决定使用哪个索引；或在语句有多表JOIN时，决定各表连接顺序。
5. 执行器

执行器会先判断用户对表有没有执行查询的权限，如果没有则返回错误，如果有则打开表继续执行。
打开表时，执行器会根据表的引擎，去使用这个引擎提供的接口。
比如前面的查询语句，执行器的流程为：

• 调用InnoDB接口取表的第一行，判断ID是否为10，不是则跳过，是则将结果存在结果集。
  
• 调用引擎接口取“下一行”，重复相同判断逻辑，直至最后一行。
  
• 执行器将结果集返回给客户端。
  

这里“下一行”取引号，代表着如果有索引就不是简单的下一行了。

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