怎么将sql语句转化成语法树_数据库如何解析执行SQL
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0x01：數據庫客戶端發送查詢SQL
? ? ? 客戶端將查詢的select sql，按照mysql通信協議傳輸到數據庫服務。數據庫服務接受查詢sql，執行sql前判斷要執行的sql是否是查詢語句。
0x02：查詢緩存先行MySQL在開啟查詢緩存的情況下，首先會先在查詢緩存中查找該SQL是否完全匹配，如果完全匹配，驗證當前用戶是否具備查詢權限，如果權限驗證通過，直接返回結果集給客戶端，該查詢也就完成了。如果不匹配繼續向下執行。緩存配置參數：
query_cache_limit:?MySQL能夠緩存的最大結果，如果超出，則增加 Qcache_not_cached的值，并刪除查詢結果
query_cache_min_res_unit: 分配內存塊時的最小單位大小
query_cache_size:?緩存使用的總內存空間大小，單位是字節，這個值必須是1024的整數倍，否則MySQL實際分配可能跟這個數值不同(感覺這個應該跟文件系統的blcok大小有關)
query_cache_type:?是否打開緩存?OFF?關閉 ；ON?總是打開
query_cache_wlock_invalidate: 如果某個數據表被鎖住,是否仍然從緩存中返回數據,默認是OFF,表示仍然可以返回
? ? ? 語法樹被認為合法之后，由優化器將其轉化為執行計劃。一條查詢可以有很多種執行方式，最后都返回相同的結果。優化器的作用就是找到這其中最好的執行計劃。
? ? ? MySQL使用基于成本的優化器，它將嘗試預測一個查詢使用某種執行計劃的成本，并選擇其中成本最小的一個。最初，成本的最小單位是隨機讀取一個4K數據頁的成本，后來成本計算公式變得更加復雜，并且引入了一些“因子”來估算某些操作的代價，如當執行一次where條件比較的成本。可以通過查詢當前會話的last_query_cost的值來得知MySQL計算的當前查詢的成本。
有很多種原因會導致MySQL優化器選擇錯誤的執行計劃，比如：
1. 統計信息不準確。
2. 執行計劃中的成本估算不等同于實際的執行計劃的成本。
3. MySQL的最優可能與你想的最優不一樣。
4. MySQL從不考慮其他并發的查詢，這可能會影響當前查詢的速度。
5. MySQL也不是任何時候都是基于成本的優化，有時候也會基于一些固定的規則。
6. MySQL不會考慮不受其控制的成本，例如執行存儲過程或者用戶自定義的函數的成本。
? ? ? MySQL的查詢優化使用了很多優化策略來生成一個最優的執行的計劃。優化策略可以分為兩種，靜態優化和動態優化。靜態優化可以直接對解析樹進行分析，并完成優化。例如優化器可以通過一些簡單的代數變換將where條件轉換成另一種等價形式。靜態優化不依賴于特別的數值，如where條件中帶入的一些常數等。靜態優化在第一次完成后就一直有效，即使使用不同的參數重復查詢也不會變化，可以認為是一種“編譯時優化”。
? ? ? 相反，動態優化則和查詢的上下文有關。也可能和很多其他因素有關，例如where條件中的取值、索引中條目對應的數據行數等，這些需要每次查詢的時候重新評估，可以認為是“運行時優化”。
下面是一些MySQL能夠處理的優化類型：
1. 重新定義關聯表的順序
? ? ? 數據表的關聯并不總是按照在查詢中指定的順序進行，決定關聯的順序是優化器很重要的一部分功能。
2. 將外連接轉化成內連接
? ? ? ?并不是所有的outer join語句都必須以外連接的方式執行。諸多因素，例如where條件、庫表結構都可能會讓外連接等價于一個內連接。MySQL能夠識別這點并重寫查詢，讓其可以調整關聯順序。
3. 使用等價變換規則
? ? ? ?MySQL可以使用一些等價變換來簡化并規范表達式。它可以合并和減少一些比較，還可以移除一些恒成立和一些恒不成立的判斷。例如：(5=5 and a>5)將被改寫為a>5。類似的，如果有(a5 and b=c and a=5。
4. 優化count()、min()和max()
? ? ? 索引和列是否為空通常可以幫助MySQL優化這類表達式。例如，要找到一列的最小值，只需要查詢對應B-tree索引最左端的記錄，MySQL可以直接獲取索引的第一行記錄。在優化器生成執行計劃的時候就可以利用這一點，在B-tree索引中，優化器會講這個表達式最為一個常數對待。類似的，如果要查找一個最大值，也只需要讀取B-tree索引的最后一個記錄。如果MySQL使用了這種類型的優化，那么在explain中就可以看到“select tables optimized away”。從字面意思可以看出，它表示優化器已經從執行計劃中移除了該表，并以一個常數取而代之。
? ? ? ?類似的，沒有任何where條件的count(*)查詢通常也可以使用存儲引擎提供的一些優化，例如，MyISAM維護了一個變量來存放數據表的行數。
5. 預估并轉化為常數表達式
6. 覆蓋索引掃描
? ? ? ?當索引中的列包含所有查詢中需要使用的列的時候，MySQL就可以使用索引返回需要的數據，而無需查詢對應的數據行。
7. 子查詢優化
? ? ? MySQL在某些情況下可以將子查詢轉換成一種效率更高的形式，從而減少多個查詢多次對數據進行訪問。
8. 提前終止查詢
? ? ? 在發現已經滿足查詢需求的時候，MySQL總是能夠立即終止查詢。一個典型的例子就是當使用了limit子句的時候。除此之外，MySQL還有幾種情況也會提前終止查詢，例如發現了一個不成立的條件，這時MySQL可以立即返回一個空結果。
上面的例子可以看出，查詢在優化階段就已經終止。
9. 等值傳播
10. 列表in()的比較
? ? ? 在很多數據庫系統中，in()完全等同于多個or條件的字句，因為這兩者是完全等價的。在MySQL中這點是不成立的，MySQL將in()列表中的數據先進行排序，然后通過二分查找的方式來確定列表中的值是否滿足條件，這是一個o(log n)復雜度的操作，等價轉換成or的查詢的復雜度為o(n)，對于in()列表中有大量取值的時候，MySQL的處理速度會更快。
0x05：查詢執行器? ? ? ?在解析和優化階段，MySQL將生成查詢對應的執行計劃，MySQL的查詢執行引擎則根據這個執行計劃來完成整個查詢。這里執行計劃是一個數據結構，而不是和很多其他的關系型數據庫那樣會生成對應的字節碼。
? ? ? ?相對于查詢優化階段，查詢執行階段不是那么復雜：MySQL只是簡單的根據執行計劃給出的指令逐步執行。在根據執行計劃逐步執行的過程中，有大量的操作需要通過調用存儲引擎實現的接口來完成，這些接口就是我們稱為“handler API”的接口。實際上，MySQL在優化階段就為每個表創建了一個handler實例，優化器根據這些實例的接口可以獲取表的相關信息，包括表的所有列名、索引統計信息等。
? ? ?最后，交給執行器去具體執行該查詢語句。執行器開始執行后，會逐漸將數據保存到結果集中，同時會逐步將數據緩存到查詢緩存中，最終將結果集返回給客戶端。
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