這是【MySQL原理解析】的第一篇文章，MySQL我看了很多的書與教程，對其原理有一定的理解，一直想寫一系列的文章來把MySQL的原理給講清楚，一直沒有時間寫，今天算是個開頭吧。萬事開頭難，咱們先破了這個開頭！

MySQL基本架構

我們常說，看一件事不要直接陷入細節，應該先從整體框架與流程上把握住，先從最高的維度理解問題，然后再逐步深入各個模塊。學習MySQL也是一樣，在使用MySQL的過程中，我們最開始都是從一條簡單的查詢語句開始。如在學生表student中按照學生的id來查學生的信息：

select * from student where id = 100;

在我們程序員眼里，這就是一條sql語句，執行之后，返回一條結果。這看起來很簡單的過程，實際在MySQL內部，卻是一個非常復雜的過程。今天我們就來把這個過程拆解出來。
下面給出的是MySQL的基本架構示意圖，從中可以看出SQL語句在MySQL的各個功能模塊的執行過程。

MySQL的基本架構可以分為兩大塊，一塊是Server層，一塊是存儲引擎層。

Server層包括連接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器等。涵蓋了MySQL大多數的核心服務功能、以及所有的內置函數，所有跨存儲引擎的功能都在這一層實現，比如存儲過程、觸發器。視圖等。

存儲引擎層負責數據的存儲與提取。其架構模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memmory等多個存儲引擎。最常用的是InnoDB存儲引擎。所以我們的系列文章也主要是以InnoDB存儲引擎為主。

連接器

在客戶端執行上面的查詢語句時，客戶端首先會與服務端建立一個TCP連接，每個客戶端連接都會在服務端進程中擁有一個線程。這個連接的查詢只會在這個單獨的線程中執行，該線程只能輪流在某個CPU中運行。服務器會負責緩存線程，因此不需要為每一個新建的連接創建或者銷毀線程。在連接的過程中還涉及到一些安全校驗與權限校驗等。

連接成功后，如果沒有后續的動作，這個連接就處于空閑的狀態，你可以使用 show processlist 命令來查看線程的各個狀態。客戶端如果長時間沒有動靜，連接器會自動將它斷開。這個時間由參數wait_timeout控制，一般是8小時。如果在連接被斷開后，客戶端再次發送請求的話，就會收到一個錯誤提醒：Lost connection to MySQL server during query。這時候如果還要繼續查詢，就要重新建立連接，然后再執行請求。

在數據庫領域，長連接是連接成功后，如果客戶端有請求，則一直使用同一個連接。短連接則是指每次執行完很少的幾次查詢就斷開連接，下次查詢再重新建立一個。

我們知道TCP建立連接的過程都是非常復雜的，所以應該降低建立連接這個動作，也就是盡量使用長連接。但是全部使用長連接后，有可能也會導致MySQL占用內存特別快，這是因為MySQL在執行的過程中，臨時使用的內存都是管理在連接對象里的。這些臨時使用的內存在斷開連接才會被釋放。所以如果長連接積累下來，可能導致占用內存太大，被系統強行殺掉（OOM），異常重啟。

想要使用長連接，并且還要解決這種OOM問題的話，可以考慮以下兩種方案。

定期斷開長連接。使用一段時間，或者程序里面判斷執行一個占用很大內存的查詢后，斷開連接，之后要查詢再重連。

在比較新的MySQL版本中，可以在每次執行一個比較大的操作后，執行mysql_reset_connection操作來重新初始化連接資源。這個過程不需要重連和重新做權限校驗等，但是會將連接恢復到剛剛創建完時的狀態。

查詢緩存

連接建立成功后，就可以進行select查詢語句了。MySQL拿到一個查詢請求后，會先到查詢緩存看看之前是否有過一樣的查詢，如果有則直接返回結果。如果沒有，才會進行后面的操作。

我們可以看到，查詢緩存如果命中，就不會走后面的分析器、優化器以及存儲引擎提取數據了。但是存儲引擎在最新的MySQL8.0版本中已經不再支持查詢緩存的功能了。為什么呢？

因為查詢緩存失效非常頻繁，只要有對一個表的更新操作，這個表上所的查詢緩存都會被清空。因此很可能你費勁的把緩存建立起來，還沒使用呢，就被一個更新全清空了。對于更新壓力大的數據庫來說，查詢緩存的命中率會非常低。

分析器

解析器說白了就是對你輸入的sql語句的解析，解析成MySQL這個服務端程序能夠識別的代碼。解析的過程中肯定會有判斷sql語句是否正確的語法解析的過程。如果你的語法不對，肯定會報錯。這個過程的原理涉及到詞法分析樹與語法分析樹，較為復雜，這里暫時不深究。

優化器

經過分析器解析出MySQL能夠識別出的代碼后，優化器會對這部分查詢代碼做一系列的算法優化，包括重寫查詢、決定表的讀取順序，以及選擇合適的索引等。用戶可以通過特殊的關鍵字提示（hint）優化器，影響它的決策過程。也可以請求優化器解釋（explain）優化過程的各個因素，使用戶可以知道服務器是如何進行優化決策的。

對于優化器有哪些優化方法來優化查詢，在后面的章節我們會詳細說明。

執行器

MySQL通過分析器知道了你要做什么，通過優化器知道了該如何做，接下來就該真正的開始執行了。

在開始執行的時候，MySQL會再次判斷本次查詢是否對要查詢的表有執行查詢的權限，如果沒有會報錯。如果有權限就打開表繼續執行。打開表的時候，執行器會根據這個表所使用的存儲引擎，選擇對應的存儲引擎接口。

小結

本篇文章主要講解了MySQL的基本架構，MySQL的整體架構還是非常復雜的，我們能夠將MySQL的基本架構搞懂就行。這次主要學會一條查詢語句，大致需要經歷哪些流程，經過了哪些模塊，每一個模塊的細化流程都相當復雜，我們也不必把每一個模塊都搞懂。作為一名后端開發人員，將優化器與存儲引擎層的相關原理搞懂就可以。

在后面的章節，我們會深入學習優化器與存儲引擎相關原理！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【MySQL原理解析】01. 一条SQL查询语句是如何执行的的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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