下面给出的是MySQL的基本架构示意图(图片来自网络),从下图中我们可以比较清楚地看到SQL语句在MySQL的各个功能模块中的执行过程。
从上图直观的来看,MySQL可分为Server层和存储引擎层两部分。
从上图中可以看出,不同的存储引擎共用一个Server层,也就是从连接器到执行器的部分。下面来看下每个组件的作用。
使用数据库的第一步就是先连接到这个数据库上,这时候作为接待的就是连接器。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:
mysqlmysql-h主机地址-u用户名-p输完命令之后,你就需要在交互对话里面输入密码。虽然密码也可以直接跟在-p后面写在命令行中,但这样可能会导致你的密码泄露,不建议直接跟着输入。
下图为我的电脑操作(mac+mamp):
如果输入账号或密码错误会提示(1045):
ERROR1045(28000):Accessdeniedforuser'root'@'localhost'(usingpassword:YES)截图如下:
当用户名密码认证通过后,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,都将依赖于此次登陆读到的权限。
连接成功截图:
从上图我们可以看到一些关MySQL的版本号信息(Serverversion:5.7.23MySQLCommunityServer(GPL))。
当用户成功建立连接后,即使你用管理员账号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。修改完成后,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,可以通过showprocesslist;命令中看到它。下图是showprocesslist的结果。
其中,当Command列有显示为“Sleep”的这一行,就表示现在系统里面有一个空闲连接。
查看默认连接超时时长:
showvariableslike'wait_timeout';
可以使用命名来修改这个参数值:
setwait_timeout=28801;//自定义时长结果如下:
如果在连接被断开之后,客户端再次发送请求时,就会收到一个错误提醒:LostconnectiontoMySQLserverduringquery。这时如果你要继续执行,则需要重连接,再执行请求。
数据库里面,长连接是指连接成功后,如果客户端持续有请求,则一直使用同一个连接。短连接则是指每次执行完很少的几次查询就断开连接,下次查询再重新建立一个。
建立连接的过程通常比较复杂,建议在使用中要尽量减少建立连接的动作,也就是尽量使用长连接。
如果全部使用长连接后,有时MySQL占用大量内存,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。这些连接资源只在连接断开的时候才释放。如果长连接长期累积,可能导致内存占用太大,被系统强行杀掉,则导致MySQL异常重启。
怎么解决这个问题呢?
如果是MySQL5.7或更新版本,可以在每次执行一个比较大的操作后,通过执行mysql_reset_connection来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证,但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。
连接建立完成后,就可以执行select语句了。执行逻辑就会来到第二步:查询缓存。
MySQL拿到一个查询请求后,先到查询缓存看之前是否执行过这条语句。之前执行过的语句及其结果可能会以key-value对的形式,被直接缓存在内存中。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,这个效率会很高。
但是大多数情况下我会建议你不要使用查询缓存,因为查询缓存往往弊大于利。
好在MySQL也提供了这种“按需使用”的方式。你可以将参数query_cache_type设置成DEMAND,这样对于默认的SQL语句都不使用查询缓存。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,如下面语句:
mysql>SELECTSQL_CACHE*FROM`test`WHEREid=1;需要注意的是,MySQL8.0版本直接将查询缓存的整块功能删掉了,也就是说8.0开始彻底没有这个功能了。
如果没有命中查询缓存,就要开始真正执行语句了。首先,MySQL需要知道你要做什么,因此需要对SQL语句做解析。
分析器先会做“词法分析”。你输入的是由多个字符串和空格组成的一条SQL语句,MySQL需要识别出里面的字符串分别是什么,代表什么。
SELECT*FROM`test`WHEREid=1;MySQL从你输入的"SELECT"这个关键字识别出来,这是一个查询语句。它也要把字符串“”test"识别成"表名test",把字符串“id”识别成“列id”。
识别完后,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,判断你输入的这个SQL语句是否满足MySQL语法。
如果你的语句不对,就会收到“YouhaveanerrorinyourSQLsyntax”的错误提醒,比如下面这个语句where多打了个字符“1”。
如图所示:
分析器,构造一棵解析树(内部数据结构),整棵树只确保没有语法错误(语法分析),比如检查标识符是否有效、语句是否闭合。也包括重写查询、决定表的读取顺序、选择合适的索引等。
经过分析器,MySQL就知道你要做什么了。在开始执行之前,还要先经过优化器的处理。
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`test1`JOIN`test2`USING(id)WHEREtest1.a=1ANDtest2.t=2;既可以先从表test1里面取出a=1的记录的ID值,再根据ID值关联到表test2,再判断t2里面t的值是否等于2。也可以先从表test2里面取出t=2的记录的ID值,再根据ID值关联到test1,再判断test1里面a的值是否等于1。这两种执行方法的逻辑结果一样,但是执行的效率会有不同,优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。
MySQL通过分析器知道了你要做什么,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T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(在工程实现上,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`test`WHEREid=1;比如我们这个例子中的表test中,id字段没有索引,那么执行器的执行流程是这样的:
至此,这个语句执行完成。
对于有索引的表,执行的逻辑也差不多。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,这些接口都是引擎中已经定义好的。
你会在数据库的慢查询日志中看到一个rows_examined的字段,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。
有些场景下,执行器调用一次,引擎内部则扫描了多行,因此,引擎扫描行数和rows_examined并不完全相同。后面会在整理存储引擎的内部机制中说明补充。