咱们平时看事情得先整体后局部，学MySQL也是一样的道理。直接说细节你可能会懵，不如先看看全貌。
比如最简单的表，只有一个ID字段，执行一句：
select * from T where ID=10；
我们输入SQL，拿到结果，但MySQL内部是怎么工作的？今天我们就把MySQL拆开看看，了解里面的“零件”。
这样以后遇到问题，你就能更快地看透本质、找到解决方法了。
下面我给出的是 MySQL 的基本架构示意图，从中你可以清楚地看到 SQL 语句在 MySQL 的各个功能模块中的执行过程。
总的来说，MySQL 主要分成两大层：Server 层和存储引擎层。
Server 层主要负责处理客户端的连接、SQL 解析与执行等核心服务，包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等模块。我们常用的内置函数（如日期、数学计算等），以及存储过程、视图、触发器这些跨引擎的功能，都在这一层实现。
存储引擎层则负责数据的实际存储和读写。MySQL 的存储引擎设计是插件式的，常见的包括 InnoDB、MyISAM、Memory 等。
目前最常用的是 InnoDB，并且从 MySQL 5.5.5 开始，它已经成为默认引擎。也就是说，建表时不指定引擎的话，就会自动使用 InnoDB。当然你也可以手动选择其他引擎，比如用 engine=memory来创建内存表。
不同的存储引擎存取数据的方式不同，功能也有差异，后续我们还会讨论如何选择合适的引擎。
值得注意的是，所有存储引擎都共用同一个 Server 层，也就是从连接器到执行器这一整套流程。
你可以先对这些组件名称有个印象，接下来我会用最开始那条 SQL 语句，带你走一遍完整执行过程，看看每个组件究竟做了什么。
第一步：连接到数据库时，负责接待你的就是连接器。
它的工作就是跟你的客户端建立联系、验证身份、管理连接状态。
一般我们通过下面的命令连接数据库：
mysql -h主机地址 -P端口 -u用户名 -p
输入命令后，会提示你输入密码。
⚠️ 虽然密码可以直接跟在 -p后面，但这样容易被别人看到，如果是线上数据库，千万不要这么做。
这里的 mysql是客户端程序，用来跟 MySQL 服务端建立连接。一旦 TCP 握手完成，连接器就会验证你的用户名和密码。
- 如果验证失败，会提示“Access denied”，连接直接终止。
- 如果验证成功，连接器会查出你的权限，并且这个权限在本次连接中会一直生效。
- 也就是说，即使管理员中途修改了你的权限，已经连着的会话不会受影响，只有新建的连接才会用新权限。
连接成功后，如果没有操作，这个连接就处于空闲状态。
你可以执行 show processlist查看，如果看到一行 Command为 Sleep，就表示有一个空闲连接。
如果客户端长时间没动作，连接器会自动断开连接（由 wait_timeout控制，默认 8 小时）。
断开后客户端再发请求，就会收到“Lost connection to MySQL server”的错误，这时候就需要重新连接才能继续操作。
说到连接，一般有两种模式：
- 长连接：连接成功后一直用同一个连接，只要持续有请求。
- 短连接：执行几次查询就断开，下次查询重新建立。
因为建立连接的过程比较耗资源，所以建议尽量用长连接。
不过一直用长连接的话，你可能会发现 MySQL 内存上涨比较快，这是因为 MySQL 使用的临时内存是跟着连接走的，只在连接断开时才释放。如果长连接很多，累积起来可能导致内存占用过高。
第二步：连接建立后，就可以执行查询了。下一步是查询缓存。
MySQL 收到查询请求时，会先到查询缓存里看看是否执行过相同的语句。
缓存以 key-value 形式存储，key 是查询语句，value 是查询结果。
如果命中缓存，结果会直接返回，无需继续执行，效率很高。
但通常不建议使用查询缓存，因为它弊大于利。
原因在于，只要对表有更新，这个表的所有查询缓存都会被清空。
对于频繁更新的数据库，缓存命中率极低，很可能刚存的结果就被清掉了。
除非你的业务表很少更新（比如系统配置表），才适合开启查询缓存。
MySQL 支持“按需使用”缓存：
将参数 query_cache_type设为 DEMAND，默认查询就不走缓存。
需要缓存时，用 SQL_CACHE显式指定，例如：
select SQL_CACHE * from T where ID=10;
注意：MySQL 8.0 版本已彻底移除查询缓存功能，以上内容主要针对 8.0 之前的版本。
第三步：如果查询没走缓存，接下来就进入分析器处理。
分析器会先理解你的 SQL 语句是做什么的，主要分两步：
- 词法分析
- MySQL 会识别你输入字符串中的每个部分。
- 比如，从
select知道是查询语句，把T识别为表名，ID识别为列名。 - 语法分析
- 根据词法分析结果，检查 SQL 语句是否符合 MySQL 的语法规则。
- 如果写错了，会报错：
You have an error in your SQL syntax。 - 比如少写个字母：
elect * from t where ID=1;
-- ↑-- 错误提示会定位到 near 'elect...'
- 通常错误信息会给出第一个出错位置，可以注意“use near”后面的内容。
第四步：经过分析器，MySQL 知道你要做什么了，但执行前还要由优化器来制定执行计划。
优化器主要做两件事：
- 在有多个索引时，决定用哪个。
- 在多表关联时，决定连接顺序。
比如这个查询：
select * from t1 join t2 using(ID)
where t1.c=10 and t2.d=20;
可以有两种执行方式：
- 从 t1 中找 c=10 的记录，关联 t2，再判断 t2.d=20。
- 从 t2 中找 d=20 的记录，关联 t1，再判断 t1.c=10。
两种方式结果一样，但效率可能不同，优化器 就负责选择更优的方案。
确定方案后，就进入执行器阶段。
关于优化器如何选择索引、会不会选错等问题，我们后续会展开讲解。
第五步：经过分析器和优化器后，进入执行器阶段，开始执行语句。
执行前，先检查权限。
如果你对表 T 没有查询权限，会报错：
ERROR 1142: SELECT command denied to user ...
注：实际工程中，权限验证可能在查询缓存返回时或优化器之前就做了。
如果有权限，执行器就打开表，并根据表的存储引擎调用对应接口。
以没有索引的表 T 为例，执行流程如下：
- 调用引擎接口取第一行，判断 ID 是否为 10，是则放入结果集，否则跳过。
- 继续调用引擎接口取下一行，重复判断，直到最后一行。
- 将所有满足条件的行作为结果集返回给客户端。
有索引的表执行逻辑类似，只是第一次调“取满足条件第一行”接口，之后循环调“取下一行”接口。
执行中扫描的行数，会在慢查询日志中以 rows_examined字段记录。
注意：执行器调用一次，引擎内部可能扫描多行，所以 rows_examined与引擎实际扫描行数不一定完全相同。
最后留个思考题给你：
如果表 T 中并没有字段 k，而你执行了语句：
select * from T where k=1;
显然会报错：“Unknown column ‘k’ in ‘where clause’”。
你觉得这个错误是在我们提到的哪个阶段报出来的？
