MySQL基础架构，查询语句执行流程

2022-05-21

字数统计: 1.6k字 | 阅读时长: 5分

平时我们在使用数据库的时候，看到的通常都是一个整体，对于我们来说是透明的。比如，我们有一个最简单的表，只有一个字段，在执行下面这个查询语句的时候：

1	SELECT * FROM T WHERE id = 1;

我们看到的只是输入一个语句，返回一条结果，却不知道MySQL在执行这条查询语句的时候，内部究竟做了哪些工作，具体流程是什么样的。

今天我们就把MySQL拆解下，看看究竟有哪些组成部分，分别又有什么功能，提供什么服务，让我们对MySQL有更深入的了解。这样当我们遇到一些异常问题的时候就能够刨根问题，直戳本质，更快定位问题。

下面我画了一张MySQL的架构示意图，注明了各个零件的职能，可以看下，大概了解下SQL语句在MySQL内部的执行流程。

架构图

MySQL大体分为Server层与存储引擎层两部分。

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，以及所有内置函数，所有跨存储引擎的功能都在Server层实现，比如存储过程、触发器、视图等。

存储引擎层主要就是负责数据的存储和读写。采用插件式的架构模式，支持innodbDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。目前最常用的就是innoDB，从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认的存储引擎。

现在我们走一遍整个执行流程，依次看下各个组件的作用。

第一步，我们会先连接到数据库，这个时候接待我们的就是连接器。连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持管理连接。连接命令如下：

1	mysql -h{$ip} -P{$port} -u{$user} -p

输入命令回车后，就需要在交互对话中输入密码。

连接命令中的mysql是客户端工具，用来跟服务端建立连接。完成TCP握手后，连接器就开始认证客户端的身份，用的就是输入的用户名密码。

密码不正确，将会收到一个“Access denied for user”的错误，然后客户端程序结束执行。
密码认证通过，连接器会到权限表里查出当前连接拥有的权限，之后这个连接里的权限判断逻辑，都将依赖此时读取到的权限（这就意味着，一个用户成功建立连接后，及时管理员账号对这个用户的权限做了修改，也不会影响已经存在的连接的权限，修改完成后，只有新建的连接才会使用新的权限设置）。

连接完成后，我们可以使用SHOW processlist命令看到连接，如下图：

客户端如果太长时间没有动静，连接器会自动断开连接，这个时间由参数wait_timeout控制，默认8小时。

连接建立成功后，就可以执行SQL语句了，执行逻辑就来到了第二步：查询缓存。

MySQL拿到一个查询请求后，会先查询缓存，看之前是否有执行过这条语句，执行过的语句及结果可能会以key-value对的格式，直接缓存再内存中，如果查询语句刚好在缓存的key中，那么这个value会直接返回给客户端。

MySQL 8.0版本直接讲查询缓存功能删除了。

如果没有命中缓存，就需要开始真正的执行语句了。首先，MySQL需要知道你要做什么，因此需要对SQL语句进行解析。

分析器会先做“词法分析”。你的输入是由多个字符和空格组成的一条SQL语句，MySQL需要识别出里面的字符串分别是什么，代表什么。

MySQL从你输入的“select”这个关键字识别出来这是一个查询语句。它需要将字符串“T“识别成”表名T“，把字符串”id“识别成”列id“。

做完识别工作以后，就要开始做”词法分析“了。根据分析结果，判断你输入的SQL是否满足MySQL的语法。

如果语句语法不对，就会收到“You have an error in your SQL syntax”的错误提醒。如下图，select少了一个字母s：

经过分析器分析之后，MySQL已经知道我们需要做什么了。在开始执行之前，还需要经过优化器的处理。

优化器是在表里有多个索引的时候，决定使用哪个索引；或者在多表关联的时候，决定各个表的连接顺序。

有的时候执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行晓磊会不同，优化器的作用就是决定使用哪个方案。

MySQL通过分析器知道了我们需要做什么，通过优化器知道了怎么做，接下来就进入执行阶段了，开始执行语句。

开始执行的时候，需要先判断下用户对这个表有没有查询权限，如果没有，就会返回没有权限的错误。

如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。

比如我们例子中的表T，id字段没有索引，执行流程大概是这样的：

至此，这个语句就执行完成了。

对于有索引的表，执行逻辑也差不多，第一次调用的是”满足条件的第一行“这个接口，之后循环调用”满足条件的下一行“这个接口，这些接口都是引擎中已经定义好的。