时间:2021-07-01 10:21:17 帮助过:9人阅读
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+----+----------+----------+--------+------+---------------------+---------------------+ | id | username | password | openid | role | create_time | update_time | +----+----------+----------+--------+------+---------------------+---------------------+ | 1 | 沾青 | 123 | 1 | 1 | 2019-08-29 00:29:08 | 2019-08-29 00:29:08 | +----+----------+----------+--------+------+---------------------+---------------------+
下面给出 MySQL 的基本架构示意图,可以看出 SQL 语句在 MySQL 的各个模块中的执行过程。
1.1 MySQL基本架构
大体上,MySQL 分为 Server 层和存储引擎层两部分。
Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、执行器等,以及所有的内置函数(如日期、时间、数学和加密函数等)和跨存储引擎的功能(如存储过程、触发器、视图)。
存储引擎层负责数据的存储和提取,支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。MySQL 5.5.5 版本后默认存储存储引擎是 InnoDB。
1|1连接器(Connector)
在查询 SQL 语句前,肯定要先建立与 MySQL 的连接,这就是由连接器来完成的。连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。连接命令为:
Mysql -h$ip -p$port -u$user -p
输入密码,验证通过后,连接器会到权限表里面查出你拥有的权限,之后这个连接里面的权限判断逻辑,都将依赖于此时读到的权限,一个用户成功建立连接后,即使管理员对这个用户的权限做了修改,也不会影响已经存在连接的权限,修改完后,只有再新建的连接才会使用新的权限设置。
连接完成后,如果你没有后续的动作,这个连接就处于空闲状态,你可以在 show processlist
命令中看到它。结果如下:
+----+------+----------------+------------------+---------+------+----------+------------------+ | Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info | +----+------+----------------+------------------+---------+------+----------+------------------+ | 3 | root | localhost:2790 | NULL | Sleep | 5878 | | NULL | | 4 | root | localhost:2791 | springcloud_sell | Sleep | 5838 | | NULL | | 7 | root | localhost:2900 | springcloud_sell | Sleep | 5838 | | NULL | | 10 | root | localhost:3627 | springcloud_sell | Query | 0 | starting | show processlist | +----+------+----------------+------------------+---------+------+----------+------------------+
客户端如果太长时间没动静,连接器就会自动将它断开;这个时间是由参数 wait_timeout 控制的,默认值是8小时。如果在连接被断开之后,客户端再次发送请求的话,就会收到一个错误提醒:Lost connection to MySQL server during query
。
建立连接的过程通常是比较复杂的,建议在使用中要尽量减少建立连接的动作,尽量使用长连接。但是全部使用长连接后,有时候 MySQL 占用内存涨得特别快,这是因为 MySQL 在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断
开的时候才释放。所以如果长连接累积下来,可能导致内存占用太大,被系统强行杀掉(OOM),从现象看就是 MySQL 异常重启了。
怎么解决这个问题呢?可以考虑以下两种方案:
在建立连接后,就开始执行 select 语句了,执行前首先会查询缓存。
MySQL 拿到查询请求后,会先查询缓存,看是不是执行过这条语句。执行过的语句及其结果会以
key-value 对的形式保存在一定的内存区域中。key
是查询的语句,value 是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到
key,那么这个
value 就会被直接返回给客户端。
如果语句不在查询缓存中,就会继续后面的执行阶段。执行完成后,执行结果会被存入查询缓存中。如果查询命中缓存,MySQL 不需要执行后面的复杂操作,就可以直接返回结果,会提升效率。
但是查询缓存的失效非常频繁,只要有对一个表的更新,这个表上所有的查询缓存都会被清空。对于更新压力大的数据库来说,查询缓存的命中率会非常低。如果业务中需要有一张静态表,很长时间才会更新一次。比如,一个系统配置表,那这张表上的查询才适合使用查询缓存。MySQL 提供了这种按需使用的方式。可以将参数 query_cache_type 设置成 DEMAND,对于默认的 SQL 语句都将不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句,可以用 SQL_CACHE 显式指定,如下:
Mysql> select SQL_CACHE * from user_info where id = 1; //MySQL 8.0版本将查询缓存的功能删除了
1.3 分析器(Analyzer)
如果查询缓存未命中,就要开始执行语句了。首先,MySQL 需要对 SQL 语句进行解析。
分析器先会做词法分析。SQL 语句是由多个字符串和空格组成的,MySQL 需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么。MySQL 从你输入的 select 这个关键字识别出来,这是查询语句。它也要把字符串 user_info 识别成表名,把字符串 id 识别成列名。之后就要做语法分析。根据词法分析的结果,语法分析器会根据语法规则,判断输入的 SQL 语句是否满足 MySQL 语法。
如果你 SQL 语句不对,就会收到 You have an error in your SQL syntax
的错误提醒,比如下面这个语句 from 写成了 form。
mysql> select * form user_info where id = 1; - You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near ‘form user_info where id = 1‘ at line 1
一般语法错误会提示第一个出现错误的位置,所以要关注的是紧接 use near 的内容。
1|4优化器(Optimizer)
经过分析器的词法分析和语法分析后,还要经过优化器的处理。
优化器是在表里面有多个索引的时候,决定使用哪个索引;或者在一个语句有多表关联(join)的时候,决定各个表的连接顺序。比如你执行下面这样的语句,这个语句是执行两个表的 join:
mysql> SELECT * FROM order_master JOIN order_detail USING (order_id) WHERE order_master.pay_status = 0 AND order_detail.detail_id = 1558963262141624521;
既可以先从表 order_master 里面取出 pay_status = 0 的记录的 order_id 值,再根据 order_id 值关联到表 order_detail,再判断 order_detail 里面 detail_id 的值是否等于 1558963262141624521。
也可以先从表 order_detail 里面取出 detail_id = 1558963262141624521 的记录的 order_id 值,再根据 order_id 值关联到 order_master,再判断 order_master 里面 pay_status 的值是否等于 0。
这两种执行方法的逻辑结果是一样的,但是执行的效率会有不同,而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。优化器阶段完成后,这个语句的执行方案就确定下来了,然后进入执行器阶段。
MySQL 通过分析器知道了要做什么,通过优化器知道了该怎么做,于是就进入了执行器阶段,开始执行语句。
开始执行的时候,要先判断一下你对这个表 user_info 有没有执行查询的权限,如果没有,就会返回没有权限的错误,如下所示 (如果命中查询缓存,会在查询缓存返回结果的时候,做权限验证。查询也会在优化器之前调用 precheck 验证权限)。
mysql> select * from user_info where id = 1; ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user ‘wupx‘@‘localhost‘ for table ‘user_info‘
如果有权限,就打开表继续执行。打开表的时候,执行器就会根据表的引擎定义,去使用这个引擎提供的接口。比如我们这个例子中的表 user_info 中,id 字段没有索引,那么执行器的执行流程是这样的:
对于有索引的表,第一次调用的是取满足条件的第一行这个接口,之后循环取满足条件的下一行这个接口。
数据库的慢查询日志中有 rows_examined 字段,表示这个语句执行过程中扫描了多少行。这个值就是在执行器每次调用引擎获取数据行的时候累加的。在有些场景下,执行器调用一次,在引擎内部则扫描了多行,因此引擎扫描行数跟 rows_examined 并不是完全相同的。
主要通过对一个 SQL 语句完整执行过程进行讲解,介绍 MySQL 的逻辑架构,MySQL 主要包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器这几个模块。
MySQL查询语句执行过程
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