作為一名 Java后端程序員，MySQL應(yīng)該是接觸最多的數(shù)據(jù)庫(kù)之一，增刪改查更 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的常規(guī)操作。 那么，一條 SQL語(yǔ)句在執(zhí)行的過(guò)程中經(jīng)歷了哪些流程呢？它是如何被 MySQL執(zhí)行的？這篇文章，我們將詳細(xì)地分析。

為了更好地理解，我們先來(lái)看一下 MySQL的架構(gòu)。

MySQL架構(gòu)示意圖

MySQL是典型的C/S架構(gòu)，SQL整個(gè)執(zhí)行流程包括：客戶(hù)端，Server層和存儲(chǔ)引擎層三部分。

C/S架構(gòu)，C是指 Client 客戶(hù)端，S是指 Server 服務(wù)端。

模塊分析

1. 客戶(hù)端

客戶(hù)端是指連接使用MySQL的終端。常見(jiàn)的MySQL客戶(hù)端有：java代碼，這個(gè)是java程序員使用最多的，比如mybatis ORM框架；navicat工具，功能強(qiáng)大，能夠可視化操作很多種數(shù)據(jù)庫(kù)；mysql-cli，這個(gè)是MySQL官方自帶的客戶(hù)端；還有一些網(wǎng)頁(yè)版的客戶(hù)端。

2. Server層

Server層是MySQL的核心模塊，Server層包含 連接器、查詢(xún)緩存、分析器、優(yōu)化器、執(zhí)行器等核心組件， 涵蓋了MySQL大多數(shù)核心服務(wù)以及所有的內(nèi)置函數(shù)，諸如 存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器、視圖等所有跨存儲(chǔ)引擎的功能也都在Server層實(shí)現(xiàn)。下面將分別講解幾個(gè)核心組件。

(1) 連接器

連接器的主要功能是連接管理和權(quán)限校驗(yàn)。當(dāng)客戶(hù)端請(qǐng)求過(guò)來(lái)時(shí)，首先是和Server層的連接器交互。

下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)講解連接層的功能，比如：mysql-cli客戶(hù)端連接MySQL Server的命令：

mysql> mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -uroot -p

整個(gè)過(guò)程分解為：

• 輸入指令，點(diǎn)擊 Enter鍵后會(huì)完成經(jīng)典的TCP 3次握手，客戶(hù)端和MySQL Server建立TCP連接。
• 連接建立后，連接器開(kāi)始對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行權(quán)限校驗(yàn)，如果Server層配置需要密碼校驗(yàn)，會(huì)提醒用戶(hù)輸入密碼，密碼正確進(jìn)入下一步，密碼錯(cuò)誤提醒"Access denied for user"; 如果Server層配置不需要密碼校驗(yàn)，則直接進(jìn)入下一步
• 權(quán)限驗(yàn)證成功后，連接器會(huì)從權(quán)限表把當(dāng)前用戶(hù)的所有權(quán)限查詢(xún)并緩存起來(lái)，權(quán)限緩存的生命周期一直到該連接關(guān)閉。

連接器會(huì)把權(quán)限緩存，因此，只要該連接一直存在就會(huì)使用緩存中的權(quán)限，這就意味著，即便服務(wù)器更改了該用戶(hù)的權(quán)限，只要是在權(quán)限更改前還存活的連接，新的權(quán)限不生效。這也能很好地解釋?zhuān)? 有時(shí)候服務(wù)端修改了權(quán)限配置，客戶(hù)端不能及時(shí)生效。

(2) 查詢(xún)緩存

緩存是 MySQL為了加速查詢(xún)而設(shè)置的，當(dāng)請(qǐng)求鑒權(quán)完成之后，就會(huì)到執(zhí)行緩存查詢(xún)(Server層開(kāi)啟了緩存)，如果命中緩存，則直接返回，否則進(jìn)入下一步。不過(guò)根據(jù)小編劇這么多年的工作經(jīng)驗(yàn)， 緩存使用的場(chǎng)景比較少，比如：MySQL中存放的是一些靜態(tài)數(shù)據(jù)或者變更頻率特別低，其他的場(chǎng)景這個(gè)功能就比較雞肋了，怎么雞肋呢？

因?yàn)橹灰獙?duì)表有更新操作，查詢(xún)緩存就會(huì)失效，如果表的更新和查詢(xún)操作比較頻繁，那么緩存就會(huì)一直處于建立和失效的頻繁交替中，最終導(dǎo)致查詢(xún)性能不但沒(méi)有提升還無(wú)形中多維護(hù)了緩存。

因此實(shí)際生產(chǎn)中，Server層都會(huì)設(shè)置 query_cache_type=DEMAND，這樣SQL默認(rèn)不會(huì)使用查詢(xún)緩存。如果有特殊需求一定要使用查詢(xún)緩存，可以顯示指定SQL_CACHE，比如下面的SQL語(yǔ)句：

mysql> select SQL_CACHE * from user where id = ?;

(3) 分析器

分析器，顧名思義就是SQL語(yǔ)句進(jìn)行分析，那么，分析器對(duì)SQL會(huì)做哪些分析呢？通常來(lái)說(shuō)有：詞法分析 和 語(yǔ)法分析 兩種。

詞法分析 是判斷SQL里面的字符串進(jìn)行拆解，識(shí)別當(dāng)前SQL是什么操作，SQL里面包含多少字符串，空格等等，比如：下面的sql語(yǔ)句， 詞法分析器可以根據(jù) select來(lái)判斷當(dāng)前SQL是查詢(xún)操作，id 為需要查詢(xún)的結(jié)果，where 后面的條件等等；

mysql> select id from user where name = 'zhangsan';

語(yǔ)法分析就是檢查SQL的語(yǔ)法是否正確，比如下面的SQL語(yǔ)句，把update 錯(cuò)誤的寫(xiě)成了 updater，因此語(yǔ)法分析器就能識(shí)別該SQL有語(yǔ)法錯(cuò)誤，拋出語(yǔ)法錯(cuò)誤相關(guān)的異常。

mysql> updater user set update_time = now() where id = 10;

(4) 優(yōu)化器

優(yōu)化器目的是對(duì)SQL語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化處理。因?yàn)镾QL語(yǔ)句的編寫(xiě)者能力不一樣，編寫(xiě)出來(lái)的SQL語(yǔ)句性能也不一樣。Server層如果完全按照SQL語(yǔ)句順序執(zhí)行，可能會(huì)造成性能問(wèn)題， 所以需要優(yōu)化，判斷語(yǔ)句能否使用索引等。比如下面的場(chǎng)景：

假如：5000萬(wàn)數(shù)據(jù)的user表中原存在一個(gè)組合索引是index_name_age(name,age)，某工程師在沒(méi)有查看現(xiàn)有索引的情況下編寫(xiě)了如下的SQL語(yǔ)句：

mysql> select * from user where age = 30 and name like '張%';

假如 MySQL server層完全按照SQl語(yǔ)句的順序執(zhí)行，則該SQL語(yǔ)句不會(huì)使用索引，必定會(huì)成為慢sql。而有了優(yōu)化器，語(yǔ)句就可以?xún)?yōu)化成下面的形式，完全使用上現(xiàn)有的index_name_age(name,age)索引。這下可以是不是看出了優(yōu)化器的好處。

mysql> select * from user where name like '張%' and age = 30;

(5) 執(zhí)行器

執(zhí)行器就是運(yùn)行SQL語(yǔ)句。不過(guò)，此處執(zhí)行器不會(huì)在Server層直接執(zhí)行SQL語(yǔ)句，而是根據(jù)數(shù)據(jù)表中執(zhí)行引擎類(lèi)型調(diào)用對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)引擎提的接口。至于，為什么執(zhí)行引擎不親自執(zhí)行SQL語(yǔ)句，我們會(huì)后期進(jìn)行分享。不過(guò)MySQL此處的設(shè)計(jì)符合了SOLID軟件設(shè)計(jì)原則 的依賴(lài)倒置原則。

3. 存儲(chǔ)引擎層

存儲(chǔ)引擎層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取。采用插件式的架構(gòu)模式，常見(jiàn)的存儲(chǔ)引擎有 InnoDB、MyISAM、Memory等。其中MyISAM是MySQL官方自帶的引擎， 但是因?yàn)樵撘娌恢С质聞?wù)，使得能夠支持事務(wù)的InnoDB存儲(chǔ)引擎得以快速發(fā)展，并在MySQL 5.5.5版本奪嫡成功，成為了默認(rèn)存儲(chǔ)引擎。

因此，作為開(kāi)發(fā)，在進(jìn)入新公司后，最好是要弄清楚公司的MySQL版本以及默認(rèn)引擎，這樣可以避免很多不必要的坑。查看指令如下：

# 查看數(shù)據(jù)庫(kù)版本
mysql> status;

# 查看默認(rèn)引擎
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'default_storage_engine%';

總結(jié)

本文，我們?cè)敿?xì)分析了一條 SQL查詢(xún)語(yǔ)句在 MySQL中的全部執(zhí)行流程。通過(guò)了解這些流程，可以幫助我們更好的理解 MySQL的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理，以及 vvvMySQL的優(yōu)化原理：

• SQL執(zhí)行會(huì)經(jīng)歷客戶(hù)端、Server層、存儲(chǔ)引擎層 3個(gè)部分。
• Server層包含 連接器、查詢(xún)緩存、分析器、優(yōu)化器、執(zhí)行器等核心組件。
• 連接器主要職責(zé)是管理連接，權(quán)限校驗(yàn)
• 查詢(xún)緩存主要職責(zé)是為查詢(xún)提供緩存
• 分析器主要職責(zé)是詞法分析和語(yǔ)法分析，目的是識(shí)別SQL是做什么，有沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤。
• 優(yōu)化器主要職責(zé)是關(guān)注SQL的性能，優(yōu)化SQL語(yǔ)句怎么更好的去執(zhí)行，比如：匹配索引，優(yōu)化join查詢(xún)的連接順序。
• 執(zhí)行器主要職責(zé)是調(diào)用存儲(chǔ)引擎調(diào)的接口和返回結(jié)果。
• 存儲(chǔ)引擎主要職責(zé)是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取，給執(zhí)行器提供接口。