MySQL執(zhí)行SQL語句的流程詳解
1、通常sql執(zhí)行流程

用戶發(fā)起請求到業(yè)務服務器,執(zhí)行sql語句時,先到連接池中獲取連接,然后到mysql服務器執(zhí)行查詢。
1.1 問題1:MySQL誰去處理網(wǎng)絡請求?
msyql服務器誰負責從這個連接中去監(jiān)聽這個網(wǎng)絡請求?誰負責從網(wǎng)絡連接里把數(shù)據(jù)讀出來?
其實大家都知道,網(wǎng)絡連接必須得分配一個線程去處理,由一個線程來監(jiān)聽和讀取請求數(shù)據(jù),比如從網(wǎng)絡連接中讀取和解析出來一條發(fā)過去的sql語句,
如下圖所示:

1.2 問題2:MySQL如何執(zhí)行sql語句?
- 接著我們思考一下,當mysql內部的工作線程從一個網(wǎng)絡連接中讀取出來一個sql語句之后,此時會如何執(zhí)行這個sql語句呢?
- 如果要執(zhí)行這個sql,去完成底層的數(shù)據(jù)增刪改查,其實是一項極其復雜的任務了。Mysql內部首先提供一個組件,就是SQL接口(SQL Interface),他是一套執(zhí)行sql語句的接口,專門用于執(zhí)行我們發(fā)送給mysql的那些增刪改查的sql語句。
- 因此mysql工作線程接收到SQL語句后,就會轉交給SQL接口去執(zhí)行,
如下圖:

1.3 查詢解析器
MySQL怎么看懂和理解這些SQL?比如現(xiàn)在有個這樣的SQL,我們人腦處理一下,只要懂SQL語法的人,立馬就明白什么意思了。但是MySQL是一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),他是沒法直接理解這些SQL語句的!此時就有一個關鍵組件出場了:查詢解析器。
查詢解析器(Parser)是負責對SQL語句進行解析的,比如上面那個sql語句進行一下拆解,可以拆解為以下幾部分:
- 要從『users』表里查詢數(shù)據(jù)
- 查詢『id』字段等于1的那行數(shù)據(jù)
- 對查詢出來的那行數(shù)據(jù)要提取里面『id,name,age』三個字段
所謂的SQL解析,就是按照既定的sql語法,對我們按照sql語法規(guī)則編寫的sql語句進行解析,然后理解這個sql語句要干什么事情,
如下圖所示:

1.4 查詢優(yōu)化器
當通過解析器理解了SQL要干什么之后,并不是馬上去執(zhí)行,而是要通過查詢優(yōu)化器(Optimizer)來選擇一個最優(yōu)的查詢路徑。就以上面那個sql查詢?yōu)槔?,看下所謂最優(yōu)查詢路徑是什么。
要完成這個事,我們有以下幾個查詢路徑:
- 查詢路徑1:直接定位到『users』表中的『ID』字段等于1的那一行數(shù)據(jù),然后取那行數(shù)據(jù)的『id,name,age』三個字段值就行了;
- 查詢路徑2:先把『users』表中每一行數(shù)據(jù)的『id,name,age』三個字段的值都查出來,然后從這批數(shù)據(jù)里過了出『id』字段等于1的那行數(shù)據(jù)。
上面就是一個最簡單的SQL語句的兩種實現(xiàn)路徑,要完成這個sql語句的目標,兩個路徑都可以做到,但哪一種更好呢?顯然感覺上第一種查詢路徑更好一些。
所以查詢優(yōu)化器就是針對你編寫的幾十行、幾百行甚至上千行的復雜sql語句生成查詢路徑樹,然后從里面選擇一條最優(yōu)的查詢路徑出來。相當于他告訴sql執(zhí)行器,按照一個什么樣的步驟和順序,去執(zhí)行哪些操作,然后一步一步把SQL語句就完成了。

1.5 存儲引擎
數(shù)據(jù)庫就是一個編程語言寫出來的系統(tǒng)而已,然后啟動之后也是個進程,執(zhí)行池里面的各種代碼,也就是我們上面所說的那些東西。所以對數(shù)據(jù)庫而言,我們的數(shù)據(jù)要不然是放在內存里,要不然是放在磁盤文件里,沒什么特殊的地方!所以我們來思考一下,假設我們的數(shù)據(jù)有的存放在內存里,有的存放在磁盤文件里如下圖所示。

那么問題來了,我們執(zhí)行的時候是先更新內存數(shù)據(jù)?還是磁盤數(shù)據(jù)?我們如果先更新磁盤數(shù)據(jù),是先查詢哪個磁盤文件,再更新哪個磁盤文件?
這個時候就需要存儲引擎了。存儲引擎其實就是執(zhí)行sql語句的,它會按照一定的步驟去查詢內存緩存數(shù)據(jù),更新磁盤數(shù)據(jù),查詢磁盤數(shù)據(jù)等等,執(zhí)行一系列數(shù)據(jù)的操作,
如下圖所示:

MySQL的架構設計中,SQL接口、SQL解析器、查詢優(yōu)化器都是用的一套組件。但是存儲引擎像插件一樣,支持各種各樣的存儲引擎的,比如我們常見的InnoDB、MylSam、Momery等。我們可以自由選擇哪種存儲引擎來負責具體的SQL執(zhí)行。不過現(xiàn)在大家一般都使用InnoDB作為MySQL的存儲引擎。
1.6 執(zhí)行器
那么看完存儲引擎之后,我們知道存儲引擎可以幫助我們去訪問內存以及磁盤上的數(shù)據(jù),那么是誰來調用存儲引擎的接口呢?其實我們現(xiàn)在還漏了一個執(zhí)行器的概念,這個執(zhí)行器會根據(jù)優(yōu)化器選擇的執(zhí)行方案,去調用存儲引擎的接口按照一定的順序和步驟,就把SQL語句的邏輯給執(zhí)行了。
舉個例子,比如執(zhí)行器可能會先調用存儲引擎的一個接口,去獲取“usrs”表中的第一行數(shù)據(jù),然后判斷一下這個數(shù)據(jù)的"id”字段的值是否等于我們期望的一個值,如果不是的話,那就繼續(xù)調用存儲引擎的接口,去獲取“users”表的下一行數(shù)據(jù)。
就是基于上述的思路,執(zhí)行器就會去根據(jù)我們的優(yōu)化器生成的一套執(zhí)行計劃,然后不停的調用存儲引擎的各種接口去完成SQL語句的執(zhí)行計劃,大致就是不停的更新或者提取一些數(shù)據(jù)出來。如下圖所示:

2、總結
我們再來總結下MySQL的執(zhí)行流程:
- 用戶發(fā)起請求到tomcat服務器,tomcat服務器中線程開始執(zhí)行sql 語句
- 首先線程從數(shù)據(jù)庫的連接池中獲取一個連接,建立與MySQL數(shù)據(jù)庫服務器的連接
- MySQL的工作線程接收到SQL語句后,轉交給SQL接口去執(zhí)行
- 查詢解析器對SQL進行語法拆解,理解這個SQL要干什么
- 查詢優(yōu)化器選擇最優(yōu)的查詢路徑,生成SQL的執(zhí)行順序和步驟
- 執(zhí)行器將sql執(zhí)行計劃交給底層的存儲引擎接口去執(zhí)行,他按照一定的步驟去查詢內存數(shù)據(jù)、更新磁盤數(shù)據(jù)等等
執(zhí)行過程如下圖所示:

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