1、邏輯剖析
sql 執行流程為:sql陳述句 -> 查詢快取 -> 決議器 -> 優化器 -> 執行器,
1.1 服務器處理客戶端請求
? 客戶端程式 connectors >> 連接池 >> SQL介面 >> 決議器 >> 優化器 >> 查詢快取 >> 插件式存盤引擎 >> File(檔案系統/日志檔案)
1. 客戶端程式 : 包括一些mysql工具如:native 或者語言工具如:php 、go 、python
2. 連接池 : 提供多個用戶客戶端和服務端互動的執行緒
3. SQL介面 : 接收sql命令,回傳查詢結果
4. 決議器 : 進行sql語法的決議、語意決議、生成語法樹
5. 優化器 : mysql核心組件,對sql命令進行優化
6. 快取 : 以key -> value方式快取查詢結果 (如果查詢sql指令有快取直接在SQL介面部分回傳快取結果)
7. 存盤引擎 : 與底層檔案驚醒互動,查詢資料檔案系統、日志檔案等

1.2 Connertors
connectors 是指在不同語言中與sql的互動, 要使用mysql 可以撰寫程式與mysql服務端建立tcp連接 按照定義好的mysql協議進行互動,
接下來的mysql server結構分為如下三層,
1.3 連接層
客戶端訪問mysql服務端前,需要建立tcp連接
經過三次握手連接成功后,mysql服務端對tcp傳輸的賬號密碼進行認證、權限獲取(通過權限表獲取權限寫入記憶體),
由于多個系統與mysql建立的連接并不止一個,所以為了結局tcp無限創建銷毀TCP連接帶來的資源消耗、性能下降問題,mysql服務器有專門的tcp連接池限制最大連接數,采用長連接模式復用tcp連接,來解決以上問題
1.4 服務層
服務層主要完成大多數的核心服務功能,如SQL介面,快取查詢、SQL分析以及優化部分內置函式的執行,所有的跨存盤引擎功能也在這一層實作,如:存盤程序、存盤函式,
在該層中,服務器會決議查詢并創建相應的決議樹、完成對其的優化如:確定表查詢的順序,是否利用索引等,最后生成相應的執行操作,
如果是查詢SELECT陳述句 ,服務會查詢內部快取,如果快取空間足夠大,可以解決大量讀操作的環境中很好的提升系統的性能,
-
SQL Interface 介面
- 接收sql命令,回傳查詢結果
- 支持DML、DDl、存盤程序、視圖、觸發器、自定義函式等多種SQL語言介面
-
Parser:決議器
- 進行sql語法的決議、語意決議、將sql分解成資料結構
- sql指令傳遞到決議器的時候被決議器驗證和決議,生成一個語法樹,創建好之后還會對sql查詢進行語法上的優化,進行查詢重寫,
-
查詢優化器
-
sql命令在決議之后、查詢之前會使用查詢優化器確定sql陳述句的執行路徑,生成一個執行計劃
-
這個執行計劃表明應該使用哪些索引進行查詢,表之間的順序應該如何,最后按照執行計劃中的步驟呼叫存盤引擎提供的方法來真正的執行查詢,并將結果回傳
-
他使用
選取-投影-連接策略查詢,如: -
select id,name from user where gender='女'這個sql查詢先根據where進行
選取,而不是將資料全部查詢出來在進行過濾,這個sql先根據id和name進行屬性
投影,而不是將所有欄位取出來在過濾將兩個條件
連接起來生成最后的結果
-
-
查詢快取組件( mysql8.0 已經優化掉該程序 )
- mysql內部維持著一些cache和buffer,比如query cache用來快取一條select陳述句的結果,如果能在查詢中找到對應的快取,則不必在執行決議優化的程序直接回傳快取結果,
- 快取機制由一系列小快取組成,如:表快取、記錄快取、key快取、權限快取,并且可以在不同客戶端之間共享
- 從5.7,2之后不推薦使用查詢快取,
在mysql8.0中洗掉該機制,
1.5 引擎層
mysql的架構可以在不同場景中應用并發揮良好的作用,主要體現在存盤引擎哈桑,插件式的引擎架構將查詢處理和其他系統任務以及資料的存盤提取分離,這種架構可以根據業務去求和實際需要選擇合適的存盤引擎,同時開源的mysql還允許開發人員設定自己的開發引擎,
插件式的存盤引擎層,真正的負責了mysql中資料的存盤和提取,對物理服務器級別維護的底層資料執行操作,服務器通過api與存盤引擎通信,不同的存盤引擎具有的功能不同,這樣我們可以根據自己的實際需要進行選取,
1.6 存盤層
所有的資料、資料庫、表的定義,表的資料、索引等都是存盤在檔案系統上以檔案的形式存在,并且完雨存盤引擎的互動,在檔案系統下,可以使用本地磁盤,也可以使用DAS、NAS、SAN等各種存盤系統,
2、SQL執行流程
2.1 mysql中的sql執行流程圖

Mysql中的查詢流程:
-
查詢快取: Server如果在快取中發現了sql陳述句,則直接回傳 如果沒有就進入決議器階段,需要說明的是因為查詢快取往往效率不高,所以8.0就拋棄了這個功能,? 一般建議在靜態表里使用查詢快取,靜態表就是極少更新的表,比如系統的配置表、字典表,好在mysql 提供了按需使用的方式,可以將my.cnf引數query_cache_type設定成DEMAND,代表sql陳述句中有sql_cache關鍵詞時才快取如:
#quert_cache_type 0表示關閉查詢快取OFF,1表示開啟查詢快取ON. 2 表示 DEMAND query_cache_type=2 #對于你確定要使用查詢快取的陳述句時可以用SQL_CACHE顯式指定: SELECT SQL_CACHE * FROM test where id = 1? 在 5.7中查看是否開啟查詢快取:
show variables like '%query_cache_type%'? 監控查詢快取的命中率:
show status like '%Qcache%';

- 決議器:介于sql陳述句的語法分享、語意分析

-
優化器: 在優化器中會確定sql陳述句的執行路徑,比如式根據全表檢索 還是根據索引檢索等
? 在查詢優化器中,分為邏輯查詢優化和物理查詢優化兩個大塊
- 物理查詢優化是通過索引和表連接方式等技術進行優化
- 邏輯查詢優化是通過sql等價變換提升查詢效率,直白點說就是換一種執行效率高的寫法,
截止到現在,還沒有真正的讀表,而是產出了一個執行計劃,于是進入到
執行器階段 -
執行器:
通過以上階段所產生的執行計劃進行操作,在執行之前需要判斷用戶是否具備權限,如果沒有,回傳權限錯誤,如果具備權限就會執行并回傳結果,
執行器會根據表的引擎定義,呼叫存盤引擎API對表進行讀寫,存盤引擎Api只是抽象介面,下面還有一層存盤引擎層,具體實作還要看表選擇的存盤引擎,
總結
至此sql陳述句在mysql中就執行完了,對于有索引的表,執行的邏輯也差不多,

2.2 mysql中的sql執行原理
? 前面的機構很復雜,我們值需要抓去最核心的部分:sql執行原理, 不同的dbms的sql執行原理相同,在不同的軟體中,各有各的實作路徑
? 在不同的模塊中,sql執行所使用的資源是怎么樣的,如何對一條sql陳述句的執行時間進行分析:
-
確認
profiling值? 了解查詢陳述句底層執行的程序:
SELECT @@profiling;或者SHOW variables like '%profiling%';? 查看是否開啟了計劃,開啟這個值可以讓mysql收集在sql陳述句執行時所使用的資源情況,命令如下:
SELECT @@profiling; #或 SHOW variables like '%profiling%'; #profiling 0代表關閉 1代表開啟 set profiling = 1; #查看執行陳述句的資源情況 SHOW PROFILES # 或 SHOW PROFILE FOR QUERY 157 #SHOW PROFILES 中的id值
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