深入理解：Mysql執(zhí)行SQL語(yǔ)句過程

 

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開發(fā)人員基本都知道，我們的數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中（目前最多的是MySQL和oracle，由于作者更擅長(zhǎng)mysql，所以這里默認(rèn)數(shù)據(jù)庫(kù)為mysql），服務(wù)器通過sql語(yǔ)句將查詢數(shù)據(jù)的請(qǐng)求傳入到mysql數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)拿到sql語(yǔ)句以后。都是進(jìn)行了哪些操作呢？這里向大家介紹下我的個(gè)人的理解，歡迎大家評(píng)論區(qū)批評(píng)指正。

流程概述

mysql得到sql語(yǔ)句后，大概流程如下：

1.sql的解析器：負(fù)責(zé)解析和轉(zhuǎn)發(fā)sql

2.預(yù)處理器：對(duì)解析后的sql樹進(jìn)行驗(yàn)證

3.查詢優(yōu)化器：得到一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃

4.查詢執(zhí)行引擎：得到數(shù)據(jù)結(jié)果集

5.將數(shù)據(jù)放回給調(diào)用端。

流程圖如下所示：

 

分發(fā)器及緩存階段

首先，如果系統(tǒng)的緩存功能開啟著的話，sql語(yǔ)句進(jìn)入mysql后，sql進(jìn)行判斷，是否為select關(guān)鍵字。如果是，那么先去查詢緩存中進(jìn)行查詢，如果在查詢緩存中可以命中sql語(yǔ)句，那么直接返回查詢緩存中的查詢語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的value值（在緩存中，把查詢語(yǔ)句做一個(gè)hash運(yùn)算，結(jié)果作為key值，查詢的結(jié)果集為value）。

如果命中緩存的話，查詢速度是相當(dāng)快的。但是查詢緩存也有它相應(yīng)的缺點(diǎn)。

首先，開啟緩存的話，服務(wù)器會(huì)消耗大量的內(nèi)存空間；其次，緩存有的時(shí)候并不適用；最后，有的情況下，開啟緩存也不會(huì)將對(duì)應(yīng)的sql語(yǔ)句寫入緩存。

緩存不適用的情況：

緩存的鎖的力度比較大，而且對(duì)于動(dòng)態(tài)sql的支持度不夠。

緩存在數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的時(shí)候，是進(jìn)行的表級(jí)鎖，更新結(jié)束后，會(huì)把所有與更新內(nèi)容相關(guān)的緩存全部刪除。所以，如果表的寫入比較多的話，緩存是比較浪費(fèi)性能的。如果寫入特別多，可能緩存反而會(huì)導(dǎo)致mysql變慢。

查詢不到緩存的情況：

1.查詢條件有不確定數(shù)據(jù)：如now ，current_time等。

2.緩存對(duì)大小寫敏感，如select * from test 和SELECT* FROM test 就不會(huì)解析為同一條sql

查詢帶來的額外開銷：

1.開始前需要先檢查緩存是否命中。

2.結(jié)果輸出的時(shí)候，需要額外進(jìn)行數(shù)據(jù)的緩存操作。

3.寫入數(shù)據(jù)時(shí)，mysql會(huì)將對(duì)應(yīng)表的所有緩存都設(shè)置為失效。當(dāng)緩存內(nèi)存較大的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)消耗較大。

sql的解析器與預(yù)處理

sql解析器是在命令分發(fā)之后，將對(duì)應(yīng)的sql語(yǔ)句，解析為sql解析樹。sql解析樹是Mysql本身內(nèi)部的語(yǔ)法規(guī)則和解析查詢。驗(yàn)證是否使用錯(cuò)誤的關(guān)鍵字，sql語(yǔ)法順序是否正確等。（語(yǔ)法層面的錯(cuò)誤）

解析完成后，進(jìn)行查詢語(yǔ)句預(yù)處理器，根據(jù)mysql的規(guī)則，檢查解析樹是否合法。（表格是否存在，別名是否有歧義等）

查詢優(yōu)化器

查詢優(yōu)化器獲取到執(zhí)行計(jì)劃然后由查詢執(zhí)行引擎執(zhí)行相應(yīng)的操作。查詢優(yōu)化器，是數(shù)據(jù)庫(kù)l的一個(gè)核心模塊，分為cbo和rbo兩種。

其中，rbo是基于規(guī)則的優(yōu)化器。（rbo在oracle早期版本中使用，現(xiàn)在也保留，不過默認(rèn)為cbo。mysql沒有rbo優(yōu)化器）

這些規(guī)則是硬編碼在數(shù)據(jù)庫(kù)的代碼中的。rbo會(huì)根據(jù)輸入的sql語(yǔ)句可以匹配到的優(yōu)先級(jí)最高的規(guī)則去作為執(zhí)行計(jì)劃。例如：在rbo中有這么一條規(guī)則：有索引的情況下，使用索引。那么所有的帶有索引的表在執(zhí)行的時(shí)候，都會(huì)走索引。rbo最大的問題在于，通過固定規(guī)則來決定執(zhí)行計(jì)劃。并不會(huì)考慮sql中涉及的對(duì)象的數(shù)量和分布。有可能選出來的規(guī)則不是最優(yōu)的執(zhí)行計(jì)劃。

cbo 是基于成本的優(yōu)化器（基于統(tǒng)計(jì)信息），從目標(biāo)諸多的執(zhí)行路徑中選擇一個(gè)成本最小的執(zhí)行路徑來作為執(zhí)行計(jì)劃。成本指的是mysql根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息，算出來sql語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的io，cpu等的消耗的一個(gè)估計(jì)值。計(jì)算過程涉及到索引、表、行等數(shù)據(jù)，過程比較復(fù)雜。

1.查詢優(yōu)化器使用統(tǒng)計(jì)信息為sql選擇執(zhí)行計(jì)劃。

2.mysql沒有數(shù)據(jù)直方圖，也無法手工刪除統(tǒng)計(jì)信息。（oracle有）

3.在服務(wù)器曾有查詢優(yōu)化器，卻沒有保存數(shù)據(jù)和索引統(tǒng)計(jì)信息。統(tǒng)計(jì)信息由存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn)，不同的存儲(chǔ)引擎會(huì)存儲(chǔ)不同的統(tǒng)計(jì)信息。

4.統(tǒng)計(jì)信息分為索引的統(tǒng)計(jì)信息和表的統(tǒng)計(jì)信息。

查看統(tǒng)計(jì)信息

索引統(tǒng)計(jì)信息

show index from table 或information_schema.statistics表

表統(tǒng)計(jì)信息

show table status like 或 information_schema.tables表

查詢執(zhí)行引擎+返回?cái)?shù)據(jù)給客戶端

得到執(zhí)行計(jì)劃后，根據(jù)已有的執(zhí)行計(jì)劃，查詢執(zhí)行引擎，mysql的SQL Layer層，調(diào)用Storage Engine Layer層的接口，從mysql的存儲(chǔ)引擎中獲取到相對(duì)應(yīng)的結(jié)果集，然后返回給用戶。

執(zhí)行完成后，將結(jié)果返回給客戶端，如果是查詢語(yǔ)句，并且開啟了緩存，那么，mysql會(huì)同時(shí)將結(jié)果集放到查詢緩存中。然后將查到的結(jié)果集返回。如果是增刪改操作，那么返回執(zhí)行語(yǔ)句后受影響的行數(shù)。

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