mysql基础架构教程之查询语句执行的流程详解

前言

一直是想知道一条SQL语句是怎么被执行的，它执行的顺序是怎样的，然后查看总结各方资料，就有了下面这一篇文章了。

这篇笔记主要记录mysql的基础架构，一条查询语句是如何执行的。

下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧

比如，在我们从student表中查询一个id=2的信息

select * from student where id=2;

在解释这条语句执行流程之前，我们看看mysql的基础架构。

图来自极客时间的mysql实践,该图是描述的是MySQL的逻辑架构。

  • server层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数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、视等。
  • 存储引擎层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，平常我们比较常用的是innoDB引擎

连接器

我们在使用数据库之前，需要连接到数据库，连接语句是

mysql -h $ip -u $username -p $password

而我们的连接器就是处理这个过程的，连接器的主要功能是负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接，连接器在使用的过程中如果该用户的权限改变，是不会马上生效的，因为用户权限是在连接的时候读取的，只能重新连接才可以更新权限

连接器与客户端通信的协议是tcp协议的，连接以后可以使用show processlist;看到执行的连接数

同时在连接时间内超过8小时是sleep的状态会自动断开，这个是mysql默认设置，如果一直不断开，那么这个过程可以叫做一个长连接。

与之对应的有短连接，短连接是指在执行一条或几条的以后断开连接。

当不断使用长连接的时候会占用很大的内存资源，在mysql5.7以后可以使用mysql_reset_connection语句来重新初始化资源。

查询缓存

经过连接以后，就连接上数据库了，这个时候可以执行语句了。

执行语句的时候，mysql首先是去查询缓存，之前有没有执行过这样的语句，mysql会将之前执行过的语句和结果以key-value的形式存储起来（当然有一定的存储和实效时间）。如果存在缓存，则直接返回缓存的结果。

缓存的工作流程是

  • 服务器接收SQL，以SQL和一些其他条件为key查找缓存表
  • 如果找到了缓存，则直接返回缓存
  • 如果没有找到缓存，则执行SQL查询，包括原来的SQL解析，优化等。
  • 执行完SQL查询结果以后，将SQL查询结果缓存入缓存表

当然，如果这个表修改了，那么使用这个表中的所有缓存将不再有效，查询缓存值得相关条目将被清空。所以在一张被反复修改的表中进行语句缓存是不合适的，因为缓存随时都会实效，这样查询缓存的命中率就会降低很多，不是很划算。

当这个表正在写入数据，则这个表的缓存（命中缓存，缓存写入等）将会处于失效状态，在Innodb中，如果某个事务修改了这张表，则这个表的缓存在事务提交前都会处于失效状态，在这个事务提交前，这个表的相关查询都无法被缓存。

一般来说，如果是一张静态表或者是很少变化的表就可以进行缓存，这样的命中率就很高。

下面来说说缓存的使用时机，衡量打开缓存是否对系统有性能提升是一个很难的话题

  • 通过缓存命中率判断, 缓存命中率 = 缓存命中次数 (Qcache_hits) / 查询次数 (Com_select)
  • 通过缓存写入率, 写入率 = 缓存写入次数 (Qcache_inserts) / 查询次数 (Qcache_inserts)
  • 通过 命中-写入率 判断, 比率 = 命中次数 (Qcache_hits) / 写入次数 (Qcache_inserts), 高性能MySQL中称之为比较能反映性能提升的指数,一般来说达到3:1则算是查询缓存有效,而最好能够达到10:1

分析器

在查询缓存实效或者是无缓存的时候，这个时候MySQL的server就会利用分析器来分析语句，分析器也叫解析器。

MySQL分析器由两部分组成，第一部分是用来词法分析扫描字符流,根据构词规则识别单个单词，MySQL使用Flex来生成词法扫描程序在sql/lex.h中定义了MySQL关键字和函数关键字,用两个数组存储；第二部分的功能是语法分析在词法分析的基础上将单词序列组成语法短语,最后生成语法树,提交给优化器语法分析器使用Bison,在sql/sql_yacc.yy中定义了语法规则。然后根据关系代数理论生成语法树。

上面解释分析器太官方和复杂了，其实分析器主要是用来进行“词法分析”然后知道这个数据库语句是要干嘛，代表啥意思。

这个时候如果分析器分析出这个语句有问题的时候会报错，比如ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax

优化器

在分析器分析完了以后知道这个语句是干嘛的时候，接下来是专门用一个优化器进行语句优化，优化器的任务是发现执行SQL查询的最佳方案。大多数查询优化器，包括MySQL的查询优化器，总或多或少地在所有可能的查询评估方案中搜索最佳方案。

优化器主要是选择一个最佳的执行方案，执行方案是为了减少开销，提高执行效率。

MySQL的优化器是一个非常复杂的部件，它使用了非常多的优化策略来生成一个最优的执行计划：

  • 重新定义表的关联顺序（多张表关联查询时，并不一定按照SQL中指定的顺序进行，但有一些技巧可以指定关联顺序）
  • 优化MIN()和MAX()函数（找某列的最小值，如果该列有索引，只需要查找B+Tree索引最左端，反之则可以找到最大值，具体原理见下文）
  • 提前终止查询（比如：使用Limit时，查找到满足数量的结果集后会立即终止查询）
  • 优化排序（在老版本MySQL会使用两次传输排序，即先读取行指针和需要排序的字段在内存中对其排序，然后再根据排序结果去读取数据行，而新版本采用的是单次传输排序，也就是一次读取所有的数据行，然后根据给定的列排序。对于I/O密集型应用，效率会高很多）

随着MySQL的不断发展，优化器使用的优化策略也在不断的进化，这里仅仅介绍几个非常常用且容易理解的优化策略而已。

执行器

在分析器知道语句要干什么，优化器知道怎么做以后，下面就到了执行的阶段，执行是交给执行器的。

执行器在执行的时候首先判断该用户对该表有没有执行权限，如果没有则会返回denied之类的错误提示。

如果有权限，则会打开表继续执行。打开表的时候，执行器会根据表定义的引擎，去使用该引擎的接口。

最后执行语句得到数据返回给客户端。

总结

MySQL得到sql语句后，大概流程如下：

0.连接器负责和客户端进行通信

1.查询缓存：首先查询缓存看是否存在k-v缓存

2.解析器：负责解析和转发sql

3.预处理器：对解析后的sql树进行验证

4.优化器：得到一个执行计划

5.查询执行引擎：执行器执行语句得到数据结果集

6.将数据放回给调用端。

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。

赞 (0)

相关推荐

  • MySQL执行计划的深入分析

    MySQL执行计划的深入分析

    前言 在之前的面试过程中,问到执行计划,有很多童鞋不知道是什么?甚至将执行计划与执行时间认为是同一个概念.今天我们就一起来了解一下执行计划到底是什么?有什么用途? 执行计划是什么? 执行计划,简单的来说,是SQL在数据库中执行时的表现情况,通常用于SQL性能分析,优化等场景. 一. 执行计划能告诉我们什么? SQL如何使用索引 联接查询的执行顺序 查询扫描的数据函数 二. 执行计划中的内容 SQL执行计划的输出可能为多行,每一行代表对一个数据库对象的操作 1. ID列 ID列中的如果数据为一组数

  • 详解MySQL执行原理、逻辑分层、更改数据库处理引擎

    详解MySQL执行原理、逻辑分层、更改数据库处理引擎

    用了那么长时间的MySQL,sql语句相信早已烂熟于心,于是,我就试着去了解它的执行原理,以下是我学习过程中的总结要点. 只要是B/S架构,都是会有客户端与服务端,mysql也不例外. 首先客户端发出一个请求,这个请求就是一个查询请求(Select),而它请求的对象就是服务端,服务端是怎么处理这项查询功能的呢? 逻辑分层 首先可以把服务端想象成一个大的容器,里面有四层结构,当一个请求过来后,将会执行这四层,执行一遍后才会返回给我们想要的结果. 第一层 :连接层 也就是说,我们客户端发送一个Sel

  • mysql执行计划id为空（UNION关键字）详解

    mysql执行计划id为空（UNION关键字）详解

    简介 在工作过程中,有时候会对慢查询进行调优.对于MySQL的SQL语句调优,MySQL本身提供了强大的explain关键字用于查询分析执行计划.本文主要给大家介绍了关于mysql执行计划id为空(UNION关键字)的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的 介绍吧 UNION 操作符用于合并两个或多个 SELECT 语句的结果集.例如,我有两个表,表1记录的是公司男员工的数据,包括年龄.姓名.职位.表2记录的是公司女员工的数据,包括姓名.家庭住址.手机号等字段.这时,

  • MySql中如何使用 explain 查询 SQL 的执行计划

    explain命令是查看查询优化器如何决定执行查询的主要方法. 这个功能有局限性,并不总会说出真相,但它的输出是可以获取的最好信息,值得花时间去了解,因为可以学习到查询是如何执行的. 1.什么是MySQL执行计划 要对执行计划有个比较好的理解,需要先对MySQL的基础结构及查询基本原理有简单的了解. MySQL本身的功能架构分为三个部分,分别是 应用层.逻辑层.物理层,不只是MySQL ,其他大多数数据库产品都是按这种架构来进行划分的. 应用层,主要负责与客户端进行交互,建立链接,记住链接状态,

  • MySQL中通过EXPLAIN如何分析SQL的执行计划详解

    前言 在MySQL中,我们可以通过EXPLAIN命令获取MySQL如何执行SELECT语句的信息,包括在SELECT语句执行过程中表如何连接和连接的顺序. 下面分别对EXPLAIN命令结果的每一列进行说明: .select_type:表示SELECT的类型,常见的取值有: 类型 说明 SIMPLE 简单表,不使用表连接或子查询 PRIMARY 主查询,即外层的查询 UNION UNION中的第二个或者后面的查询语句 SUBQUERY 子查询中的第一个 .table:输出结果集的表(表别名) .t

  • Mysql查询正在执行的事务以及等待锁的操作方式

    Mysql查询正在执行的事务以及等待锁的操作方式

    使用navicat测试学习: 首先使用set autocommit = 0;(取消自动提交,则当执行语句commit或者rollback执行提交事务或者回滚) 在打开一个执行update 查询 正在执行的事务: SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX 根据这个事务的线程ID(trx_mysql_thread_id): 从上图看出对应的mysql 线程:一个94362 (第二个正在等待锁)另一个是93847(第一个update 正在执行 没有提交事务

  • MySQL中执行计划explain命令示例详解

    MySQL中执行计划explain命令示例详解

    前言 explain命令是查看查询优化器如何决定执行查询的主要方法. 这个功能有局限性,并不总会说出真相,但它的输出是可以获取的最好信息,值得花时间去了解,因为可以学习到查询是如何执行的. 调用EXPLAIN 在select之前添加explain,mysql会在查询上设置一个标记,当执行查询计划时,这个标记会使其返回关于执行计划中每一步的信息,而不是执行它. 它会返回一行或多行信息,显示出执行计划中的每一部分和执行次序. 这是一个简单的explain效果: 在查询中每个表在输出只有一行,如果查询

  • mysql基础架构教程之查询语句执行的流程详解

    mysql基础架构教程之查询语句执行的流程详解

    前言 一直是想知道一条SQL语句是怎么被执行的,它执行的顺序是怎样的,然后查看总结各方资料,就有了下面这一篇文章了. 这篇笔记主要记录mysql的基础架构,一条查询语句是如何执行的. 下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧 比如,在我们从student表中查询一个id=2的信息 select * from student where id=2; 在解释这条语句执行流程之前,我们看看mysql的基础架构. 图来自极客时间的mysql实践,该图是描述的是MySQL的逻辑架构. server层包括连接

  • SpringBoot bean查询加载顺序流程详解

    目录 背景 探索-源码 进一步思考 背景 SpringBoot bean 加载顺序如何查看,想看加载了哪些bean, 这些bean的加载顺序是什么? 实际加载顺序不受控制,但会有一些大的原则: 1.按照字母顺序加载(同一文件夹下按照字母数序:不同文件夹下,先按照文件夹命名的字母顺序加载)2.不同的bean声明方式不同的加载时机,顺序总结:@ComponentScan > @Import > @Bean   这里的ComponentScan指@ComponentScan及其子注解,Bean指的是

  • Python PyQt5实战项目之查询器的实现流程详解

    Python PyQt5实战项目之查询器的实现流程详解

    目录 简介 主界面 添加数据的界面 删除数据的界面 修改数据的界面 全部代码 展示 简介 这是一个操作数据库(sqlite3)的项目,用PyQt5进行界面封装. 此次项目最主要的是,主界面与子界面的交互,一个主界面与三个子界面交互 可以添加数据,修改数据,删除数据 主界面 class MainWidget(QMainWindow): def __init__(self): super(MainWidget,self).__init__() self.ui_init() self.connect_

  • MySQL索引失效原因以及SQL查询语句不走索引原因详解

    目录 前言 1. 隐式的类型转换,索引失效 2. 查询条件包含 or,可能导致索引失效 3. like 通配符可能导致索引失效 4. 查询条件不满足联合索引的最左匹配原则 5. 在索引列login_time上使用 mysql 的内置函数 6. 对索引列age进行列运算(如,+.-.*./), 索引不生效 7. 索引字段age上使用(!= 或者 < >, not in),索引可能失效 8. 索引字段上使用 is null, is not null,索引可能失效 (查询结果行数) 9. 左右joi

  • MySQL中一条SQL查询语句是如何执行的

    MySQL中一条SQL查询语句是如何执行的

    目录 前言 1. 处理连接 1.1 客户端和服务端的通信方式 1.1.1 TCP/IP协议 1.1.2 UNIX域套接字 1.1.3 命名管道和共享内存 1.2 权限验证 1.3 查看MySQL连接 2. 解析与优化 2.1 查询缓存 2.2 解析器 & 预处理器(Parser & Preprocessor) 2.2.1 词法解析 2.2.2 语法分析 2.2.3 预处理器 2.3 查询优化器(Optimizer)与查询执行计划 2.3.1 什么是查询优化器? 2.3.2 优化器究竟做了什

  • 分析mysql中一条SQL查询语句是如何执行的

    分析mysql中一条SQL查询语句是如何执行的

    目录 一.MySQL 逻辑架构概览 二.连接器(Connector) 三.查询缓存(Query Cache) 四.解析器(Parser) 五.优化器(Optimizer) 六.执行器 七.小结 一.MySQL 逻辑架构概览 MySQL 最重要.最与众不同的特性就是它的可插拔存储引擎架构(pluggable storage engine architecture),这种架构的设计将查询处理及其他系统任务和数据的存储/提取分离开来.来看官网的解释: The MySQL pluggable stora

  • 了解MySQL查询语句执行过程(5大组件)

    了解MySQL查询语句执行过程(5大组件)

    目录 开篇 查询请求的执行流程 MySQL组件定义 连接器 查询缓存 分析器 优化器 逻辑变换 代价优化 执行器 总结 开篇 相信广大程序员朋友经常使用MySQL数据库作为书籍持久化的工具,我们最常使用的就是MySQL中的SQL语句,从客户端向MySQL发出一条条指令,然后获取返回的数据结果进行后面的逻辑处理.尽管大家经常使用SQL语句完成工作,你是否关注过其执行的阶段,利用了哪些技术完成?今天,就带大家一起看看MySQL数据库处理SQL请求的全过程.下面将会讲述如下内容: 查询请求在MySQL

  • MySQL基础入门教程之事务

    MySQL基础入门教程之事务

    目录 引言 1.事务操作 1.1 未控制事务 1.2 控制事务一 1.3 控制事务二 2.事务的四大特性 3.并发事务问题 4.事务隔离级别 总结 引言 事务是一组操作的集合,它是一个不可分割的工作单位,事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求,即这些操作要么同时成功,要么同时失败. 就比如: 张三给李四转账1000块钱,张三银行账户的钱减少1000,而李四银行账户的钱要增加1000. 这一组操作就必须在一个事务的范围内,要么都成功,要么都失败. 正常情况: 转账这个操作, 需

  • 从零开始学习SQL查询语句执行顺序

    SQL查询语句执行顺序如下: (7) SELECT (8) DISTINCT <select_list> (1) FROM <left_table> (3) <join_type> JOIN <right_table> (2) ON <join_condition> (4) WHERE <where_condition> (5) GROUP BY <group_by_list> (6) HAVING <having_

  • SQL查询语句执行的过程

    SQL查询语句执行的过程

    目录 MySQL基本架构 Server 层 1.连接器 2.查询缓存 3.分析器 4.优化器 5.执行器 SQL语句举例: SELECT * FROM `test` WHERE `id`=1; 当我们输入一条SQL语句,返回一个结果时,那这条语句在 MySQL 内部的执行过程是怎么的呢? MySQL基本架构 下面给出的是 MySQL 的基本架构示意图(图片来自网络),从下图中我们可以比较清楚地看到 SQL 语句在 MySQL 的各个功能模块中的执行过程. 从上图直观的来看,MySQL 可分为 S

随机推荐