SQL 执行过程与原理

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一条sql查询语句执行过程 mysql分为server层与存储引擎层,server层包含连接器、分析器、优化器、执行器

接下来以一条sql查询语句执行过程介绍各个部分功能。客户端执行一条sql:

1、首先由连接器进行身份验证,权限管理

2、若开启了缓存,会检查缓存是否有该sql对应结果(缓存存储形式key-vlaue,key是执行的sql,value是对应的值)若开启缓存又有该sql的映射,将结果直接返回;

3、分析器进行词法语法分析

4、优化器会生成执行计划、选择索引等操作,选取最优执行方案

5、然后来到执行器,打开表调用存储引擎接口,逐行判断是否满足查询条件,满足放到结果集,最终返回给客户端;若用到索引,筛选行也会根据索引筛选。

图1、 一条sql语句执行流程

执行原理: SELECT 是先执行 FROM 这一步的。在这个阶段,如果是多张表联查,还会经历下面的几个步骤:

  1. 首先先通过 CROSS JOIN 求笛卡尔积,相当于得到虚拟表 vt(virtual table)1-1;
  2. 通过 ON 进行筛选,在虚拟表 vt1-1 的基础上进行筛选,得到虚拟表 vt1-2;
  3. 添加外部行。如果我们使用的是左连接、右链接或者全连接,就会涉及到外部行,也就是在虚拟表
    vt1-2 的基础上增加外部行,得到虚拟表 vt1-3。

当然如果我们操作的是两张以上的表,还会重复上面的步骤,直到所有表都被处理完为止。这个过程得到是我们的原始数据。

  1. 当我们拿到了查询数据表的原始数据,也就是最终的虚拟表 vt1 ,就可以在此基础上再进行 WHERE 阶 段 。在这个阶段中,会根据 vt1 表的结果进行筛选过滤,得到虚拟表 vt2 。
  2. 然后进入第三步和第四步,也就是 GROUP 和 HAVING 阶段 。在这个阶段中,实际上是在虚拟表 vt2 的 基础上进行分组和分组过滤,得到中间的虚拟表 vt3 和 vt4 。
  3. 当我们完成了条件筛选部分之后,就可以筛选表中提取的字段,也就是进入到 SELECT 和 DISTINCT 阶段 。 首先在 SELECT 阶段会提取想要的字段,然后在 DISTINCT 阶段过滤掉重复的行,分别得到中间的虚拟 表 vt5-1 和 vt5-2 。
  4. 当我们提取了想要的字段数据之后,就可以按照指定的字段进行排序,也就是 ORDER BY 阶段 ,得到虚拟表 vt6 。 最后在 vt6 的基础上,取出指定行的记录,也就是 LIMIT 阶段 ,得到最终的结果,对应的是虚拟表 vt7 。

当然我们在写 SELECT 语句的时候,不一定存在所有的关键字,相应的阶段就会省略。

同时因为 SQL 是一门类似英语的结构化查询语言,所以我们在写 SELECT 语句的时候,还要注意相应的 关键字顺序,所谓底层运行的原理,就是我们刚才讲到的执行顺序。