MySQL基础架构

在深入MySQL之前， 不妨分析一下如下的sql语句是如何在MySQL执行的呢?

        select * from t where id = 10                                                语句1

        想要清晰的了解这条语句在MySQL的内部执行流程，则必须要先了解MySQL的基础架构组成

MySQL由以下几个部分组成:

        1、客户端: 客户端连接器(Client)对MySQL的服务层(MySQL Server)进行接入

        2、MySQL Server: 包括SQL接口、连接池、缓存、解析器、优化器、执行器等， 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、视图等

        3、存储引擎: MySQL Server通过接口， 实现对各类不同存储引擎的支持

        4、生成系统文件，  包括文件和日志

        MySQL Server层中的各种应用又提供了哪些功能呢? 

        1、连接池:

         顾名思义， 它提供了客户端与MySQL建立连接的功能，  MySQL既支持长连接， 也支持短连接;  通常我们在连接池中采用长连接的方式以提升连接的复用效率， 但是保持长连接会消耗内存， 当内存消耗达到一定程度时， MySQL会被系统强制crash， 因此在开发过程中， 我们通常采用以下两种方案来解决此类问题:

        (1) 定期断开长连接。使用一段时间，或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开 连接，之后要查询再重连。

        (2) 如果MySQL的版本是MySQL5.7及以上，可以在每次执行一个比较大的操作后，通过执行 mysql_reset_connection来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证， 但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。

        2、SQL接口:  

        SQL接口中涵盖MySQL的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数(如日期、时间、数学和加密函数等)

        3、缓存:

        连接建立完成后，就可以执行sql语句了。此时执行逻辑就会来到第二步: 查询缓存。MySQL拿到语句1请求后，会先到查询缓存看看，之前是不是执行过这条语句。之前执行过的语句及其结果以key-value对的形式，被直接缓存在内存中。如果语句1之前被查询过，则语句1作为key，语句1的查询结果作为value。这样就可以通过查询缓存中的key快速的取到与之对应的value并返回给客户端，如果语句1不在查询缓存中，就会继续后面的执行阶段。执行完成后，执行结果会被存入查询缓存中。

        但是大多数情况下不会使用查询缓存，因为缓存的失效非常频繁，只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。那么在什么场景下我们会使用查缓存的方式呢?

        当你的业务就是有一张静态表，很长时间才会更新一次。 比如，一个系统配置表，那这张表上的查询才适合使用查询缓存。 在MySQL8.0之后，缓存应用块就已经被移除。

        4、解析器

        当语句1没有命中查询缓存时，就开始真正的对语句1进行执行，此时解析器开始工作。解析器的主要工作就是对sql语句进行解析，首先判断sql语句的合法性，其次判断sql要实现什么功能，比如增删改查等。

        5、优化器

        在sql语句经过解析器之后，还需要经过优化器来对此语句进行优化处理。

        优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引;或者在一个语句有多表关联(join)

的时候，决定各个表的连接顺序。

        比如你执行语句2的连表查询时，

        select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20             语句2

        既可以先从表t1里面取出c=10的记录的ID值，再根据ID值关联到表t2，再判断t2里面d的值是 否等于20。 也可以先从表t2里面取出d=20的记录的ID值，再根据ID值关联到t1，再判断t1里面c的值是否 等于10。
        这两种执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。

        6、执行器

        MySQL通过解析器知道了你要做什么，通过优化器知道了该怎么做，于是就进入了执行器阶 段，开始执行语句。

        开始执行的时候，要先判断一下你对这个表T有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有 权限的错误，如下所示。

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

        比如我们这个例子中的表T中，ID字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的:
        1. 调用InnoDB引擎接口取这个表的第一行，判断ID值是不是10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中;
        2. 调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
        3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

        至此，这个语句就执行完成了。 对于有索引的表，执行的逻辑也差不多。第一次调用的是“取满足条件的第一行”这个接口，之后循环取“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。 你会在数据库的慢查询日志中看到一个rows_examined的字段，表示这个语句执行过程中扫描了多少行。这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。