在Mysql中执行一条SQL，会经历什么?

背景

咱们都常用Mysql做为数据库来存储与查询较经常使用的数据。当咱们输入一行如SELECT * FROM table_name WHERE id=26这样的语句以后，Mysql若是正确执行的状况下，会输出你想要的信息。

那么，在你输入这行语句以后，一直到它显示出你想要的信息，这中间Mysql都经历了什么呢？这篇文章会简单聊一下这个事情。

Mysql基本架构图

咱们先看下Mysql的一个较总体的架构图。

接下来我会以具体的SQL语句为例，详细的叙述从你在客户端输入了这个语句以后，到它返回你想要的信息，这中间具体经历了什么。

客户端

所谓客户端，便是咱们登陆与操做Mysql所使用的终端。咱们都是在客户端对Mysql进行操做的，不管是输入链接数据库的信息，仍是输入查询某个表的SQL，或者是收到Mysql返回给咱们的查询信息，这些都是在客户端完成的。

链接器

用户信息验证

咱们在一个客户端跟前，想要使用Mysql数据库，那么第一步就是要先链接上你要使用的数据库。

咱们都知道，咱们要输入命令mysql -h$ip -P$port -u$username -p。

以后客户端会要求咱们输入密码。再以后，若是咱们输入的信息都没有问题了，咱们就进入Mysql的操做界面了。

若是咱们输入的信息有问题，就会收到客户端返回的报错信息。好比咱们将密码输入错误了，这时就会收到"Access denied for user"这样的报错信息。

那么，这中间链接器具体作了什么呢？

首先，链接器会拿着咱们输入的IP和端口，去作最经典的TCP握手，握手若是都失败了，那就天然没有后续了，直接返回相应的报错信息。

若是握手成功了，此时则会去验证咱们输入的用户名和密码，验证失败则一样会返回相应的报错信息。

用户权限获取

若是用户名密码也没有问题，接下来链接器则会取出权限表读取该用户相应的权限数据。用户跟着所作的全部操做，都基于此时读取到的用户权限。

权限表共有4个：user, db, tables_priv, columns_priv。

当用户经过权限验证，进行权限分配时，按照user, db, tables_priv, columns_priv的顺序进行分配。即先检查用户的全局权限表user，若是user中对应的权限为Y，则此用户对全部数据库的权限都为Y，将再也不检查剩余3个表；若是为N，则到db表中检查此用户对应的具体数据库，并获得db中为Y的权限；若是db中为N，则检查tables_priv中此数据库对应的具体表，取得表中的权限Y；若是为N，则到columns_priv中检查具体的列。

这也就意味着，当咱们修改了某个用户的用户权限，只有到下一次该用户登陆（建立新的链接）时，才会影响到该用户。

链接与等待超时

咱们能够经过show processlist来查看当前全部的用户链接及其行为。

Command中的字段显示该用户目前的状态，此时这个用户是查询状态。

但若Command显示的状态是Sleep，那么说明该用户当前在等待状态。若等待超过了一段时间，则链接器会自动断开。

该超时时间由wait_timeout变量控制，能够经过show global variables like 'wait_timeout'来查看。

mysql默认为28800秒，即8小时。

长链接与短链接

所谓长链接，即用户的持续操做使用的都是同一个链接，链接在一段时间内长时间创建。

所谓短链接，即用户每作几回操做则断开，再下次操做时再进行链接。

长链接的优势是，在持续操做时，能够节省不少创建链接所须要消耗的时间。可是长链接所要存储的临时数据都在链接对象中，长时间积累，会致使系统内存溢出，具体表现 为Mysql异常重启。

短链接的优缺点与长链接相反，虽然不用担忧内存溢出的问题，但短链接在持续操做的状况下屡次链接，链接消耗不少时间，总体操做效率会很低。

缓存器

链接器链接完成的下一步就是缓存器的缓存查询，若是咱们须要对一张静态表（不常更新）常常作查询操做，那么可能会用到缓存器。

缓存器中使用的是key-value的存储形式，key值存储的是查询语句，value值存储的是对应结果。

要注意的是，只要该表作了一次更新操做，那么该表对应的缓存就会所有被清理。所以使用场景并很少。

因此当前缓存器的使用较少。咱们能够经过query_cache_type来查看缓存器是否开启。

如今通常都是默认关闭的状态。且Mysql从8.0版本会开始完全弃用该功能。

分析器

假设咱们不使用缓存器，或者经过缓存器没有命中SQL语句。

那么链接器作链接操做以后，接下来咱们就输入了一个查询语句，好比：SELECT host FROM mysql.user LIMIT 1。

而分析器作的事情就是对你输入的语句作 “词法分析” 与 “语法分析”。

所谓 “词法分析” ，就是判断每个你输入的词，好比分析器首先会判断出你输入的第一个词是“SELECT”，第二个词你输入了“host”，等等。

而 “语法分析” 则是跟在 “词法分析” 以后，就是依据你输入的这些词来判断你输入的是否符合语法规则。

假如符合语法规则，则会顺利进行下去并返回相应信息。

假如不符合语法规则，则分析器会返回报错信息给客户端。

具体出错的地方，通常都是跟在use near以后，咱们看这里就能知道语法错误出在了哪一块。

优化器

在分析器工做结束后，若是语法有问题，那么就会直接返回报错信息，且不继续向下运行。

若语法正确，那么，则会到优化器部分的工做。优化器顾名思义，就是对该语句的执行作优化。

好比，在一个语句查询某个表时，该表可能有多个索引，此时使用哪一个索引会使语句的执行效率最高？这就是优化器要作的事情。

再好比，执行语句select * from t1 join t2 on t1.ID=1 and t2.ID=2，

该语句执行时，是先从t1表中找到ID=1的行关联到t2表以后，再从t2表中查找ID=2的行。

仍是先从t2表中找到ID=2的行关联到t1表以后，再从t1表中查找ID=1的行。

两种执行顺序可能就致使执行效率的不一样，怎样选择执行顺序会提升执行效率，这也是优化器要作的事情。

执行器

在上述步骤完成以后，就轮到执行器去执行具体的语句了。

例如语句：select * from mysql.tables_priv

在执行器作具体的语句执行以前，会对该表的操做权限进行验证，验证失败则返回权限错误的报错。以下：

而实际上，权限验证不只仅在执行器这部分会作，在分析器以后，也就是知道了该语句要“干什么”以后，也会先作一次权限验证。叫作precheck。

而precheck是没法对运行时涉及到的表进行权限验证的，好比使用了触发器的状况。所以在执行器这里也要作一次执行时的权限验证。

若是验证成功，那么则会使用该表对应的存储引擎的接口，继续执行语句。 最后将成功执行的结果返回给客户端。

总结

简单来讲，一条SQL语句在Mysql中执行，一共会经历四步（算上链接Mysql），分别是链接、分析、优化与执行。每一步都会精确执行，若是发现有问题就会返回给客户端相应的报错。只有每一步都正确执行，最终才会在客户端获得你想要查询或操做的结果。