一條 SQL 語句執(zhí)行過程

更新時(shí)間：2022年03月16日 11:42:03 作者：JMCui

這篇文章主要介紹了一條 SQL 語句執(zhí)行過程的相關(guān)資料，沒人詳細(xì)具有一的的參考價(jià)值，需要的小伙伴可以參考一下，希望對(duì)你的學(xué)習(xí)和工作有所幫助

一、MySQL 體系架構(gòu)

- 連接池組件

1、負(fù)責(zé)與客戶端的通信，是半雙工模式，這就意味著某一固定時(shí)刻只能由客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求或者服務(wù)器向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，而不能同時(shí)進(jìn)行。
2、驗(yàn)證用戶名和密碼是否正確（數(shù)據(jù)庫 MySQL 的 user 表中進(jìn)行驗(yàn)證），如果錯(cuò)誤返回錯(cuò)誤通知Access denied for user 'root'@'localhost'（using password：YES）；如果正確，則會(huì)去 MySQL 的權(quán)限表查詢當(dāng)前用戶的權(quán)限。

- 緩存組件

也稱為查詢緩存，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是以鍵值對(duì)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，如果開啟了緩存，那么在一條查詢 SQL 語句進(jìn)來時(shí)會(huì)先判斷緩存中是否包含當(dāng)前的 SQL 語句鍵值對(duì)，如果存在直接將其對(duì)應(yīng)的結(jié)果返回，如果不存在再執(zhí)行后面一系列操作。如果沒有開啟則直接跳過。

show ?variables ?like ?'have_query_cache'; # 查看緩存配置：
show ?variables ?like ?'query_cache_type'; # 查看是否開啟
show ?variables ?like ?'query_cache_size'; # 查看緩存占用大小
show ?status ?like ?'Qcache%'; # 查看緩存狀態(tài)信息

緩存失效場(chǎng)景：

查詢語句不一致。前后兩條查詢 SQL 必須完全一致；
查詢語句中含有一些不確定的值時(shí)，則不會(huì)緩存。比如 now()、current_date()、curdate()、curtime()、rand()、uuid() 等；
不使用任何表查詢。如 select 'A'；
查詢 mysql、information_schema 或 performance_schema 數(shù)據(jù)庫中的表時(shí)，不會(huì)走查詢緩存；
在存儲(chǔ)的函數(shù)，觸發(fā)器或事件的主體內(nèi)執(zhí)行的查詢；
如果表更改，則使用該表的所有高速緩存查詢都變?yōu)闊o效并從緩存中刪除，這包括使用 MERGE 映射到已更改表的表的查詢。一個(gè)表可以被許多類型的語句改變，如 insert、update、delete、truncate table、alter table、drop table、drop database。

通過上面的失效場(chǎng)景可以看出緩存是很容易失效的，所以如果不是查詢次數(shù)遠(yuǎn)大于修改次數(shù)的話，使用緩存不僅不能提升查詢效率還會(huì)拉低效率（每次讀取后需要向緩存中保存一份，而緩存又容易被清除）。所以在 MySQL5.6 默認(rèn)是關(guān)閉緩存的，并且在 8.0 直接被移除了。當(dāng)然，如果場(chǎng)景需要用到，還是可以使用的。

開啟：

在配置文件（linux 下是安裝目錄的 cnf 文件，windows 是安裝目錄下的 ini 文件）中，增加配置： query_cache_type = 1

# 指定 SQL_NO_CACHE，SQL_CACHE 同理。
SELECT ?SQL_NO_CACHE ?* ?FROM ?student ?WHERE age > 20;?

- 分析器

對(duì)客戶端傳來的 SQL 進(jìn)行分析，這將包括預(yù)處理與解析過程，并進(jìn)行關(guān)鍵詞的提取、解析，并組成一個(gè)解析樹。具體的解析詞包括但不局限于 select/update/delete/or/in/where/group by/having/count/limit 等，如果分析到語法錯(cuò)誤，會(huì)直接拋給

客戶端異常：ERROR:You have an error in your SQL syntax.。

select * ?from user where userId = 1234;

在分析器中就通過語義規(guī)則器將 select from where 這些關(guān)鍵詞提取和匹配出來，MySQL 會(huì)自動(dòng)判斷關(guān)鍵詞和非關(guān)鍵詞，將用戶的匹配字段和自定義語句識(shí)別出來。這個(gè)階段也會(huì)做一些校驗(yàn)：比如校驗(yàn)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫是否存在 user 表，同時(shí)假如 user 表中不存在 userId 這個(gè)字段同樣會(huì)報(bào)錯(cuò)：unknown column in field list.。

- 優(yōu)化器

進(jìn)入優(yōu)化器說明 SQL 語句是符合標(biāo)準(zhǔn)語義規(guī)則并且可以執(zhí)行。優(yōu)化器會(huì)根據(jù)執(zhí)行計(jì)劃選擇最優(yōu)的選擇，匹配合適的索引，選擇最佳的方案。比如一個(gè)典型的例子是這樣的：

表 T，對(duì) A、B、C 列建立聯(lián)合索引 —— (A,B,C)，在進(jìn)行查詢的時(shí)候，當(dāng) SQL 查詢條件是：select xx where B=x and A=x and C=x。很多人會(huì)以為是用不到索引的，但其實(shí)會(huì)用到，雖然索引必須符合最左原則才能使用，但是本質(zhì)上，優(yōu)化器會(huì)自動(dòng)將這條 SQL 優(yōu)化為：where A=x and B=x and C=x，這種優(yōu)化會(huì)為了底層能夠匹配到索引，同時(shí)在這個(gè)階段是自動(dòng)按照?qǐng)?zhí)行計(jì)劃進(jìn)行預(yù)處理，MySQL 會(huì)計(jì)算各個(gè)執(zhí)行方法的最佳時(shí)間，最終確定一條執(zhí)行的 SQL 交給最后的執(zhí)行器。

優(yōu)化器會(huì)根據(jù)掃描行數(shù)、是否使用臨時(shí)表、是否排序等來判斷是否使用某個(gè)索引，其中掃描行數(shù)的計(jì)算可以通過統(tǒng)計(jì)信息來估算得出，而統(tǒng)計(jì)信息可以看作是索引唯一數(shù)的數(shù)量，可以使用部分采樣來估算，具體就是選擇 N 個(gè)數(shù)據(jù)頁，統(tǒng)計(jì)這些頁上數(shù)據(jù)的不同值，得到一個(gè)平均值，然后乘以這個(gè)索引的頁面數(shù)，就得到了。但是因?yàn)樗饕龜?shù)據(jù)會(huì)變化，所以索引的統(tǒng)計(jì)信息也會(huì)變化。當(dāng)變更的數(shù)據(jù)行數(shù)超過 1/M 的時(shí)候，就會(huì)重新計(jì)算一次統(tǒng)計(jì)信息。

關(guān)于統(tǒng)計(jì)信息可以選擇是否持久化：：通過 innodb_stats_persistent，設(shè)置為 on 的時(shí)候，表示統(tǒng)計(jì)信息會(huì)持久化存儲(chǔ)。這時(shí)，默認(rèn)的 N 是 20，M 是 10。設(shè)置為 off 的時(shí)候，表示統(tǒng)計(jì)信息只存儲(chǔ)在內(nèi)存中。這時(shí)，默認(rèn)的 N 是 8，M 是 16。

沒有使用最優(yōu)索引如何優(yōu)化：：

1、雖然會(huì)自動(dòng)更新統(tǒng)計(jì)信息，但是但是不能保證統(tǒng)計(jì)信息是最新值，這就可能導(dǎo)致優(yōu)化器選擇了不同的索引導(dǎo)致執(zhí)行變慢，所以可以通過 analyze table 表名來重新計(jì)算索引的統(tǒng)計(jì)信息;
2、在表名后面添加 force index(索引名) 語句來強(qiáng)制使用索引（不建議）;
3、將 SQL 進(jìn)行修改成優(yōu)化器可以選最優(yōu)索引的實(shí)現(xiàn)方式；
4、新建一個(gè)最優(yōu)索引或者刪除優(yōu)化器誤用的索引；