前言

今天，来简单说一下MySQL的基础架构吧。很多人都会增删改查，平时写sql也是轻而易举的，但是，我们在写sql的同时，时常都不会去深入了解一条语句的执行过程到底是什么？都经历了什么？怎么解析语句、到赋参数值、最后返回结果？

例如：select * from T where ID=10；

这个我们看到的是一个执行的查询语句，返回的是结果，却不知道具体执行了哪些过程。所以，今天来对MySQL拆解，查看一下其内部构成的具体零件。

MySQL基本架构

下图是MySQL基本架构示意图，从图中可以看出来一条sql的具体执行流程：

从大方面来说，MySQL可以分为Server层和存储引擎两个部分。

• Server层：

包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。

• 存储引擎：

负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。可以在create table 语句中使用 engine=memory, 来指定使用内存引擎创建表。

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。客户端与数据库交互最先就是要从连接池中获取到连接，才能继续后续的操作。

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

与数据库建立连接，完成经典的TCP握手后，会校验身份（用户名、密码），校验通过后获得数据库连接。这也说明一个问题：一个用户成功建立连接后，即使你用管理员账号对这个用户的权限做了修改，也不会影响已经存在连接的权限。修改完成后，只有再新建的连接才会使用新的权限设置。

建立连接后，如果没有后续操作，那么连接空闲，在一段时间后，数据库会自动断开连接（默认8小时）。

查询缓存

MySQL 拿到一个查询请求后，会先到查询缓存看看，之前是不是执行过这条语句。之前执行过的语句及其结果可能会以 key-value 对的形式，被直接缓存在内存中。key 是查询的语句，value 是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到 key，那么这个 value 就会被直接返回给客户端。

如果在缓存中查不到，就会继续后续的操作。这里可能大部分人会觉得 那缓存命中率高了，数据库性能就好了，不是很好吗？其实，这里不建议大家查询缓存，虽然缓存效率高，但是弊端却很大，最主要的就是：缓存更新不及时，查询的结果为旧数据，影响实际业务。

我们可以将参数 query_cache_type 设置成 DEMAND，这样对于默认的 SQL 语句都不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句，可以用 SQL_CACHE 显式指定，像下面这个语句一样：

mysql> select SQL_CACHE * from T where ID=10；

但是，MySQL8.0之后就没有这个功能了。

分析器

当MySQL没有命中缓存，就需要知道这个语句是要他做什么了。

1. MySQL会进行“词法分析”。其实我们输入的sql语句是多个字符串加空格组成，MySQL要识别语句中的字符串，并匹配字符串的含义。
2. 根据语法规则判断语句是否合法，如果你的语句不对，就会收到“You have an error in your SQL syntax”的错误提醒，比如下面这个语句 select 少打了开头的字母“s”。

mysql> elect * from t where ID=1;
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 'elect * from t where ID=1' at line 1

优化器

若语句满足语法要求，那么MySQL就要对其进行优化，优化器是MySQL选择一种最优的方式去获取你要的结果：

1. 决定使用的索引
2. 多表关联，决定关联的顺序，例如：

mysql> select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;

• 既可以先从表 t1 里面取出 c=10 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到表 t2，再判断 t2 里面 d 的值是否等于 20。
• 也可以先从表 t2 里面取出 d=20 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到 t1，再判断 t1 里面 c 的值是否等于 10。

虽然，两种方法的结果一样，但是效率不同。MySQL就是选择一种较优的方案。

执行器

万事俱备，只差最后操作。经过一系列的准备，终于要去执行获取结果了。是不是很激动？等等…

开始执行的时候，要先判断一下你对这个表 T 有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有权限的错误。所以执行前一定要确定该用户有权限操作数据库喲~

mysql> select * from T where ID=10;
ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'

当你具备了钥匙（操作权限），就可以打开表继续操作啦。以上述例子来说明：

1. 调用 InnoDB 引擎接口取这个表的第一行，判断 ID 值是不是 10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中；
2. 调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

至此，语句就执行完了。

总结

今天，用了一个简单的例子来跟大家一起学习了MySQL的查询语句执行过程，其实我自己在实际使用中，都没有考虑过一个简单的查询语句的背后，到底做了什么，今天学习了才知道，原来简简单单毫秒返回，竟然可以做这么多事情，涨知识啦～

留个问题跟大家一起讨论吧：

如果表 T 中没有字段 k，而你执行了这个语句 select * from T where k=1, 那肯定是会报“不存在这个列”的错误： “Unknown column ‘k’ in ‘where clause’”。你觉得这个错误是在我们上面提到的哪个阶段报出来的呢？

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