查詢SQL的執(zhí)行過程

當希望Mysql能夠高效的執(zhí)行的時候，最好的辦法就是清楚的了解Mysql是如何執(zhí)行查詢的，只有更加全面的了解SQL執(zhí)行的每一個過程，才能更好的進行SQl的優(yōu)化。

當執(zhí)行一條查詢的SQl的時候大概發(fā)生了一下的步驟：

客戶端發(fā)送查詢語句給服務(wù)器。

服務(wù)器首先檢查緩存中是否存在該查詢，若存在，返回緩存中存在的結(jié)果。若是不存在就進行下一步。

服務(wù)器進行SQl的解析、語法檢測和預(yù)處理，再由優(yōu)化器生成對應(yīng)的執(zhí)行計劃。

Mysql的執(zhí)行器根據(jù)優(yōu)化器生成的執(zhí)行計劃執(zhí)行，調(diào)用存儲引擎的接口進行查詢。

服務(wù)器將查詢的結(jié)果返回客戶端。

Mysql的執(zhí)行的流程

?

?

Mysql的執(zhí)行的流程圖如下圖所示：

這里以一個實例進行說明Mysql的的執(zhí)行過程，新建一個User表，如下：

// 新建一個表 DROP TABLE IF EXISTS User; CREATE TABLE `User` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`name` varchar(10) DEFAULT NULL,`age` int DEFAULT 0,`address` varchar(255) DEFAULT NULL,`phone` varchar(255) DEFAULT NULL,`dept` int,PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=40 DEFAULT CHARSET=utf8;// 并初始化數(shù)據(jù)，如下 INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('張三',24,'北京','13265543552',2); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('張三三',20,'北京','13265543557',2); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('李四',23,'上海','13265543553',2); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('李四四',21,'上海','13265543556',2); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('王五',27,'廣州','13265543558',3); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('王五五',26,'廣州','13265543559',3); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('趙六',25,'深圳','13265543550',3); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('趙六六',28,'廣州','13265543561',3); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('七七',29,'廣州','13265543562',4); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('八八',23,'廣州','13265543563',4); INSERT INTO User(name,age,address,phone,dept)VALUES('九九',24,'廣州','13265543564',4);12345678910111213141516171819202122232425

現(xiàn)在針對這個表發(fā)出一條SQl查詢：查詢每個部門中25歲以下的員工個數(shù)大于3的員工個數(shù)和部門編號，并按照人工個數(shù)降序排序和部門編號升序排序的前兩個部門。

SELECT dept,COUNT(phone) AS num FROM User WHERE age< 25 GROUP BY dept HAVING num >= 3 ORDER BY num DESC,dept ASC LIMIT 0,2; 1

執(zhí)行連接器

開始執(zhí)行這條sql時，會檢查該語句是否有權(quán)限，若是沒有權(quán)限就直接返回錯誤信息，有權(quán)限會進行下一步，校驗權(quán)限的這一步是在圖一的連接器進行的，對連接用戶權(quán)限的校驗。

執(zhí)行檢索內(nèi)存

相連建立之后，履行查詢語句的時候，會先行檢索內(nèi)存，Mysql會先行冗余這個sql與否履行過，以此Key-Value的形式平緩適用內(nèi)存中，Key是檢索預(yù)定，Value是結(jié)果集。

假如內(nèi)存key遭擊中，便會間接回到給客戶端，假如沒命中，便會履行后續(xù)的操作，完工之后亦會將結(jié)果內(nèi)存上去，當下一次進行查詢的時候也是如此的循環(huán)操作。

執(zhí)行分析器

分析器主要有兩步：（1）詞法分析（2）語法分析

詞法分析主要執(zhí)行提煉關(guān)鍵性字，比如select，提交檢索的表，提交字段名，提交檢索條件。語法分析主要執(zhí)行辨別你輸出的sql與否準確，是否合乎mysql的語法。

當Mysql沒有命中內(nèi)存的時候，接著執(zhí)行的是 FROM student 負責把數(shù)據(jù)庫的表文件加載到內(nèi)存中去，WHERE age< 60，會把所示表中的數(shù)據(jù)進行過濾，取出符合條件的記錄行，生成一張臨時表，如下圖所示。

GROUP BY dept?會把上圖的臨時表分成若干臨時表，切分的過程如下圖所示：


查詢的結(jié)果只有部門2和部門3才有符合條件的值，生成如上兩圖的臨時表。接著執(zhí)行SELECT后面的字段，SELECT后面可以是表字段也可以是聚合函數(shù)。

這里SELECT的情況與是否存在GROUP BY有關(guān)，若是不存在Mysql直接按照上圖內(nèi)存中整列讀取。若是存在分別SELECT臨時表的數(shù)據(jù)。

最后生成的臨時表如下圖所示：

緊接著執(zhí)行HAVING num>2過濾員工數(shù)小于等于2的部門，對于WHERE和HAVING都是進行過濾，那么這兩者有什么不同呢？

第一點是WHERE后面只能對表字段進行過濾，不能使用聚合函數(shù)，而HAVING可以過濾表字段也可以使用聚合函數(shù)進行過濾。

第二點是WHERE是對執(zhí)行from USer操作后，加載表數(shù)據(jù)到內(nèi)存后，WHERE是對原生表的字段進行過濾，而HAVING是對SELECT后的字段進行過濾，也就是WHERE不能使用別名進行過濾。

因為執(zhí)行WHERE的時候，還沒有SELECT，還沒有給字段賦予別名。接著生成的臨時表如下圖所示：

最后在執(zhí)行ORDER BY后面的排序以及l(fā)imit0,2取得前兩個數(shù)據(jù)，因為這里數(shù)據(jù)比較少，沒有體現(xiàn)出來。最后生成得結(jié)果也是如上圖所示。接著判斷這個sql語句是否有語法錯誤，關(guān)鍵性詞與否準確等等。

執(zhí)行優(yōu)化器

查詢優(yōu)化器會將解析樹轉(zhuǎn)化成執(zhí)行計劃。一條查詢可以有多種執(zhí)行方法，最后都是返回相同結(jié)果。優(yōu)化器的作用就是找到這其中最好的執(zhí)行計劃。

生成執(zhí)行計劃的過程會消耗較多的時間，特別是存在許多可選的執(zhí)行計劃時。如果在一條SQL語句執(zhí)行的過程中將該語句對應(yīng)的最終執(zhí)行計劃進行緩存。

當相似的語句再次被輸入服務(wù)器時，就可以直接使用已緩存的執(zhí)行計劃，從而跳過SQL語句生成執(zhí)行計劃的整個過程，進而可以提高語句的執(zhí)行速度。

MySQL使用基于成本的查詢優(yōu)化器。它會嘗試預(yù)測一個查詢使用某種執(zhí)行計劃時的成本，并選擇其中成本最少的一個。

執(zhí)行執(zhí)行器

由優(yōu)化器生成得執(zhí)行計劃，交由執(zhí)行器進行執(zhí)行，執(zhí)行器調(diào)用存儲引擎得接口，存儲引擎獲取數(shù)據(jù)并返回，結(jié)束整個查詢得過程。

這里之講解了select的過程，對于update這些修改數(shù)據(jù)或者刪除數(shù)據(jù)的操作，會涉及到事務(wù)，會使用兩個日志模塊，redo log和binlog日志。具體對這兩個日志的介紹請看著一篇文章。

以前的Mysql的默認存儲引擎MyISAM引擎是沒redo log的，而現(xiàn)在的默認存儲引擎InnoDB引擎便是透過redo 復(fù)雜度來擁護事務(wù)的，保證事務(wù)能夠準確的回滾或者提交，保證事務(wù)的ACID。

1、一條查詢SQL執(zhí)行流程圖

? ? ?

2、查詢SQL執(zhí)行流程之發(fā)送SQL請求

（1）客戶端按照Mysql通信協(xié)議將SQL發(fā)送到服務(wù)端，SQL到達服務(wù)端后，服務(wù)端會單起一個線程執(zhí)行SQL。

（2）執(zhí)行時Mysql首先判斷SQL的前6個字符是否為select。并且語句中是否帶有SQL_NO_CACHE關(guān)鍵字，如果沒有則進入查詢緩存。

3、查詢SQL執(zhí)行流程之查詢緩存

查詢緩存說白了就是一個哈希表，將執(zhí)行過的語句及其結(jié)果以鍵值對的格式緩存到內(nèi)存中。其中key是一個哈希值，由查詢SQL、當前要查詢的數(shù)據(jù)庫、客戶端協(xié)議版本等生成的，value就是查詢結(jié)果。如果要繞過查詢緩存，可以在SQL中加SQL_NO_CACHE字段，如：

SELECT SQL_NO_CACHE * FROM table

注：Mysql8.0版本開始取消查詢緩存

4、查詢SQL執(zhí)行流程之解析器

解析器執(zhí)行流程分為兩個階段，詞法解析和語法解析

（1）首先對SQL詞法進行分析，將SQL從左到右一個字符、一個字符地輸入，然后根據(jù)構(gòu)詞規(guī)則識別單詞。將會生成4個Token，如下所示：

?

（2）然后對SQL語法進行解析，判斷客戶端傳入的SQL語句是否滿足Mysql語法。此時會生成一顆語法樹，如下所示：

?

如果語法不對，將會收到如下提示

You have an error in your SQL syntax

?如果解析器順利生成語法樹，就會將SQL送發(fā)到預(yù)處理器

5、查詢SQL執(zhí)行流程之預(yù)處理器

預(yù)處理器主要做兩件事情，查看SQL中列名是否正確和權(quán)限驗證

（1）首先判斷SQL語句中的列名是否存在于數(shù)據(jù)表中，再看看表名是否正確，如果不對，將返回如下錯誤提示

　Unknown?column?xxx?in?‘where?clause’

（2）預(yù)處理器對SQL進行權(quán)限驗證，判斷SQL是否有操作這個表的權(quán)限，若沒有，則會返回如下錯誤信息

ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'root'@'localhost' for table 'xxx'

?一切驗證通過后將語法樹傳遞給優(yōu)化器

6、查詢SQL執(zhí)行流程之優(yōu)化器

優(yōu)化器的任務(wù)就是對SQL語句進行優(yōu)化，達到最快的執(zhí)行效果，優(yōu)化器對SQL優(yōu)化完成后會將SQL變成一個執(zhí)行計劃交給執(zhí)行器

7、查詢SQL執(zhí)行流程之執(zhí)行器

執(zhí)行器就是根據(jù)執(zhí)行計劃來進行執(zhí)行查詢， 根據(jù)SQL的指令，逐條調(diào)用底層存儲引擎，逐步執(zhí)行。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一条查询SQL的执行流程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。