【轉】一條 SQL 的執行程序詳解-有解無憂

MySQL 體系架構

- 連接池組件

1、負責與客戶端的通信，是半雙工模式，這就意味著某一固定時刻只能由客戶端向服務器請求或者服務器向客戶端發送資料，而不能同時進行，

2、驗證用戶名和密碼是否正確（資料庫 MySQL 的 user 表中進行驗證），如果錯誤回傳錯誤通知 Access denied for user 'root'@'localhost'（using password：YES）；如果正確，則會去 MySQL 的權限表查詢當前用戶的權限，

- 快取組件

也稱為查詢快取，存盤的資料是以鍵值對的形式進行存盤，如果開啟了快取，那么在一條查詢 SQL 陳述句進來時會先判斷快取中是否包含當前的 SQL 陳述句鍵值對，如果存在直接將其對應的結果回傳，如果不存在再執行后面一系列操作，如果沒有開啟則直接跳過，

show  variables  like  'have_query_cache'; # 查看快取配置：
show  variables  like  'query_cache_type'; # 查看是否開啟
show  variables  like  'query_cache_size'; # 查看快取占用大小
show  status  like  'Qcache%'; # 查看快取狀態資訊

快取失效場景

查詢陳述句不一致，前后兩條查詢 SQL 必須完全一致；
查詢陳述句中含有一些不確定的值時，則不會快取，比如 now()、current_date()、curdate()、curtime()、rand()、uuid() 等；
不使用任何表查詢，如 select 'A'；
查詢 mysql、information_schema 或 performance_schema 資料庫中的表時，不會走查詢快取；
在存盤的函式，觸發器或事件的主體內執行的查詢；
如果表更改，則使用該表的所有高速快取查詢都變為無效并從快取中洗掉，這包括使用 MERGE 映射到已更改表的表的查詢，一個表可以被許多型別的陳述句改變，如 insert、update、delete、truncate table、alter table、drop table、drop database，

通過上面的失效場景可以看出快取是很容易失效的，所以如果不是查詢次數遠大于修改次數的話，使用快取不僅不能提升查詢效率還會拉低效率（每次讀取后需要向快取中保存一份，而快取又容易被清除），所以在 MySQL5.6 默認是關閉快取的，并且在 8.0 直接被移除了，當然，如果場景需要用到，還是可以使用的，

開啟

在組態檔（linux 下是安裝目錄的 cnf 檔案，windows 是安裝目錄下的 ini 檔案）中，增加配置： query_cache_type = 1

# 指定 SQL_NO_CACHE，SQL_CACHE 同理，
SELECT  SQL_NO_CACHE  *  FROM  student  WHERE age > 20;

- 分析器

對客戶端傳來的 SQL 進行分析，這將包括預處理與決議程序，并進行關鍵詞的提取、決議，并組成一個決議樹，具體的決議詞包括但不局限于 select/update/delete/or/in/where/group by/having/count/limit 等，如果分析到語法錯誤，會直接拋給客戶端例外：ERROR:You have an error in your SQL syntax.，

select *  from user where userId = 1234;

在分析器中就通過語意規則器將 select from where 這些關鍵詞提取和匹配出來，MySQL 會自動判斷關鍵詞和非關鍵詞，將用戶的匹配欄位和自定義陳述句識別出來，這個階段也會做一些校驗：比如校驗當前資料庫是否存在 user 表，同時假如 user 表中不存在 userId 這個欄位同樣會報錯：unknown column in field list.，

- 優化器

進入優化器說明 SQL 陳述句是符合標準語意規則并且可以執行，優化器會根據執行計劃選擇最優的選擇，匹配合適的索引，選擇最佳的方案，比如一個典型的例子是這樣的：

表 T，對 A、B、C 列建立聯合索引 —— (A,B,C)，在進行查詢的時候，當 SQL 查詢條件是：select xx where B=x and A=x and C=x，很多人會以為是用不到索引的，但其實會用到，雖然索引必須符合最左原則才能使用，但是本質上，優化器會自動將這條 SQL 優化為：where A=x and B=x and C=x，這種優化會為了底層能夠匹配到索引，同時在這個階段是自動按照執行計劃進行預處理，MySQL 會計算各個執行方法的最佳時間，最終確定一條執行的 SQL 交給最后的執行器，

優化器會根據掃描行數、是否使用臨時表、是否排序等來判斷是否使用某個索引，其中掃描行數的計算可以通過統計資訊來估算得出，而統計資訊可以看作是索引唯一數的數量，可以使用部分采樣來估算，具體就是選擇 N 個資料頁，統計這些頁上資料的不同值，得到一個平均值，然后乘以這個索引的頁面數，就得到了，但是因為索引資料會變化，所以索引的統計資訊也會變化，當變更的資料行數超過 1/M 的時候，就會重新計算一次統計資訊，

關于統計資訊可以選擇是否持久化：：通過 innodb_stats_persistent ，設定為 on 的時候，表示統計資訊會持久化存盤，這時，默認的 N 是 20，M 是 10，設定為 off 的時候，表示統計資訊只存盤在記憶體中，這時，默認的 N 是 8，M 是 16，

沒有使用最優索引如何優化：：
1、雖然會自動更新統計資訊，但是但是不能保證統計資訊是最新值，這就可能導致優化器選擇了不同的索引導致執行變慢，所以可以通過 analyze table 表名 來重新計算索引的統計資訊;

2、在表名后面添加 force index(索引名) 陳述句來強制使用索引（不建議）;

3、將 SQL 進行修改成優化器可以選最優索引的實作方式；

4、新建一個最優索引或者洗掉優化器誤用的索引；