mysql笔记一:查询语句的执行过程

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说明:mysql>select * from table where id=1;关于这样一个查询语句的执行过程具体是什么样的。

一、mysql基本框架示意图

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1.1、客户端

客户端在Windows可以有各种GUI的工具,linux上是mysql client

1.2、连接器

连接器是负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。连接命令一般如下:

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

输完命令之后,你就需要在交互对话里面输入密码。虽然密码也可以直接跟在-p后面写在命令中,但这样可能会导致密码泄露,强烈建议不要这么做。在完成了经典的TCP三次握手之后,连接器就要开始认证你的身份。

  • 如果用户名或密码不对,就会收到一个Access denied for user的错误,然后客户端程序结束执行
  • 如果用户名密码认证通过,连接器会到权限列表里面查出你拥有的权限。之后,这个连接里面的权限判断逻辑,都将依赖于此时读到的权限设置。 连接完成后,可以通过show processlist命令查看到它。Command列显示为"Sleep"的话,表示这是一个空闲连接。

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数据库的连接

  • 长连接:指连接成功后,如果客户端持续有请求,则一直使用同一个连接。
  • 短连接:是指每次执行完很少的几次查询就端口连接,下次查询再重新建立一个。

说明:建立连接的过程通常是比较复杂的,所以建议在使用中尽量减少建立连接的动作,也就是尽量使用长连接。 但是全部使用长连接后,会发现,有些时候mysql占用内存涨得特别快,这是因为mysql在执行过程中临时使用的内存也是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开时候才释放。所以如果长连接积累下来,可能导致内存占用太大,被系统强行杀掉(OOM),从现象看就是mysql重启了。
解决办法

  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. 如果你用的是mysql5.7或更新版本,可以在每次执行一个比较大的操作后,通过执行mysql_reset_connection来重现初始化连接资源。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。

查询缓存

  • 连接建立完成后,你就可以执行select语句了。mysql拿到一个查询请求后,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可能会议key-value对的形势,被直接缓存在内存中。key是查询的语句,value是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到key,那么value就会被直接返回客户端。
  • 但是不建议使用查询缓存,因为查询缓存只有对该表进行更新,这个表上的所有查询缓存都会被清空。对于更新压力大的数据库来说,查询缓存的命中率会非常低。并且MySQL8.0版本开始直接将查询缓存的整块功能删掉了

分析器

如果没有命中查询缓存,就要开始真正执行语句了。首先,MySQL需要知道要做什么,因此需要对sql语句做解析。分析器会先做词法分析。命令是由多个字符串和空格组成的一条语句,MySQL需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么。
MySQL从输入的select这个关键字识别出来这是一个查询语句。它也要把字符串table识别成表名,把字符串ID识别成列ID
做完这些识别以后,就要做词法分析。根据词法分析的结果,语法分析器会根据语法规则,判断你输入的这个sql语句是否满足MySQL语法。
如果检查到语法不对,就会收到You have an error in your SQL syntax的错误踢醒,比如下面这个语句select少打了开头的字母s。

MariaDB [test]> elect * from table;    
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MariaDB server version for the right syntax to use near 'elect * from table' at line 1

一般语法错误会提示第一个出现错误的位置,所以要关注的是紧接use near的内容。

优化器

经过了分析器,MySQL就知道你要做什么了。在开始执行之前,还要先经过优化器的处理。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的时候,决定各个表的连接顺序。比如你执行下面这样的语句,这个语句执行两个表的join:

select * from table1 join table2 using(ID) where tables1.c=10 and table2.d=20;

  • 既可以先从table1里面取出c=10的记录ID值,再根据ID值管理到表table2,再判断table2里面d的值是否等于20.
  • 也可以先从表table2里面取出d=20的记录的ID值,再根据ID值关联到table1,再判断table1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使用哪一个方案。

执行器

MySQL通过分析器知道了要做什么,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。不如下面的例子:

select * from T where ID=10; 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。
    在有些场景下,执行器调用一次,在引擎内部则扫描了多行,因此引擎扫描行数跟rows_examined 并不是完全相同的