基礎(chǔ)架構(gòu)
MySQL的基礎(chǔ)架構(gòu)如下圖：
大體來(lái)說(shuō)，MySQL 可以分為 Server 層和存儲(chǔ)引擎層兩部分。
大多數(shù)的MySQL服務(wù)功能都在Server層，包括查詢解析、緩存、分析、優(yōu)化以及所有內(nèi)置函數(shù)，所有跨存儲(chǔ)引擎的功能都在這一層實(shí)現(xiàn)，比如存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器、視圖等。
而存儲(chǔ)引擎則是負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，提供讀寫(xiě)接口。有多種存儲(chǔ)引擎，例如InnoDB、MyISAM等，各有各的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。最常用的是 InnoDB，在5.5.5版本以后， InnoDB是默認(rèn)引擎，也可以在創(chuàng)建表時(shí)使用“engine=存儲(chǔ)引擎”來(lái)指定特定的引擎。
存儲(chǔ)引擎不會(huì)解析SQL，但是InnoDB除外，它會(huì)解析外鍵定義，因?yàn)镾erver層沒(méi)有實(shí)現(xiàn)該功能。
連接器
我們?cè)诓樵償?shù)據(jù)之前，需要先連接 MySQL。我們可以通過(guò)以下命令連接數(shù)據(jù)庫(kù)：
mysql -h ip -P port -u user -p password
其中mysql 是客戶端工具，用來(lái)跟服務(wù)端建立連接。在完成TCP握手后，連接器開(kāi)始認(rèn)證你的身份，認(rèn)證基于用戶名、密碼和原始主機(jī)信息。如果使用SSL連接，還可以使用X.509證書(shū)認(rèn)證。如果用戶名或密碼出錯(cuò)，則收到"Access denied for user"的錯(cuò)誤，認(rèn)證通過(guò)則連接器到權(quán)限表里面查出你擁有的權(quán)限，之后進(jìn)行的查詢都將依賴于此權(quán)限。也就是說(shuō)，一個(gè)用戶成功建立連接后，即使你用管理員賬號(hào)這個(gè)用戶的權(quán)限做了修改，也不會(huì)影響已經(jīng)存在的連接的權(quán)限。
如果客戶端太久沒(méi)有動(dòng)作，則連接器會(huì)自動(dòng)將它斷開(kāi)，這個(gè)時(shí)間是由參數(shù) wait_timeout 控制的，默認(rèn)值是8小時(shí)，5.7 版本 斷開(kāi)后可以自動(dòng)重連。
由于建立連接是相對(duì)復(fù)雜的操作，所以我們一般會(huì)使用長(zhǎng)連接，但是 mysql 在執(zhí)行的過(guò)程中臨時(shí)使用的內(nèi)存是管理在連接對(duì)象中的，這些資源會(huì)等到連接斷開(kāi)才釋放。所以如果連接使用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存占用過(guò)高。在 MySQL 5.7 版本之后，可以通過(guò)mysql_reset_connection重新初始化連接資源，該命令會(huì)釋放資源，但是不需要重新連接和重新做權(quán)限驗(yàn)證。
但是現(xiàn)在開(kāi)發(fā)者并不需要注意在程序中是使用短連接或是長(zhǎng)連接了，而是將連接交由連接池管理。
查詢緩存
MySQL 拿到一個(gè)查詢請(qǐng)求后，如果查詢緩存是打開(kāi)的會(huì)先到查詢緩存看看，之前是不是執(zhí)行過(guò)這條語(yǔ)句。之前執(zhí)行過(guò)的語(yǔ)句及其結(jié)果MySQL將其放在一個(gè)引用表中，類(lèi)似 key-value 對(duì)的形式。key 是查詢的語(yǔ)句、當(dāng)前要查詢的數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶端協(xié)議版本等等，value 是查詢的結(jié)果。如果你的查詢能夠直接在這個(gè)緩存中找到 key，那么這個(gè) value 就會(huì)被直接返回給客戶端（返回之前會(huì)驗(yàn)證權(quán)限）。
如果語(yǔ)句不在查詢緩存中，就會(huì)繼續(xù)后面的執(zhí)行階段。執(zhí)行完成后，執(zhí)行結(jié)果會(huì)被存入查詢緩存中。
但是只要對(duì)表進(jìn)行更新，那么該表相關(guān)的所有查詢緩存就會(huì)被清空。因此，如果更新頻繁的表，不建議進(jìn)行查詢緩存，除非是配置表這類(lèi)的，會(huì)比較適合使用查詢緩存。
在使用查詢緩存時(shí)，需要注意的是 MySQL 中判斷緩存是否命中時(shí)，并不會(huì)解析、或者格式化、參數(shù)化查詢語(yǔ)句（實(shí)際上，在檢查查詢緩存之前， MySQL 只做了一件事情，就是通過(guò)一個(gè)大小寫(xiě)不敏感的檢查看看 SQL 語(yǔ)句是否是以 SEL 開(kāi)頭的，以此來(lái)判斷是否是查詢語(yǔ)句），而是直接使用 SQL 語(yǔ)句和客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的其他原始信息與緩存 key 直接匹配，所以 SQL 語(yǔ)句上的任何不同都會(huì)導(dǎo)致緩存的不命中。不止如此，但查詢語(yǔ)句出現(xiàn)不確定的數(shù)據(jù)（任何用戶定義的函數(shù)、存儲(chǔ)函數(shù)、用戶變量、臨時(shí)表、mysql 庫(kù)中的系統(tǒng)表、任何包含列級(jí)別權(quán)限的表）時(shí)，不會(huì)被緩存，例如:
DATA_SUB(CURRENT_DATE, INTERVAL 1 DAY) -- 不會(huì)被緩存
DATA_SUB('2020-3-22', INTERVAL 1 DAY) -- 會(huì)被緩存
將參數(shù) query_cache_type 設(shè)置成 DEMAND，這樣對(duì)于默認(rèn)的 SQL 語(yǔ)句都不使用查詢緩存。而對(duì)于你確定要使用查詢緩存的語(yǔ)句，可以用 SQL_CACHE 顯式指定，像下面這個(gè)語(yǔ)句一樣：
select SQL_CACHE * from user；
查詢緩存默認(rèn)是開(kāi)啟的，可以關(guān)閉查詢緩存。
- 臨時(shí)的直接命令行執(zhí)行
set global query_cache_size=0
set global query_cache_type=0
- 永久的修改配置文件my.cnf ,添加下面的配置query_cache_type=0
query_cache_size=0
需要注意的是在 MySQL 8.0 版本，查詢緩存的整塊功能已經(jīng)被刪除了。
解析器
在執(zhí)行 SQL 前，需要先對(duì) SQL 語(yǔ)句進(jìn)行解析。
解析器先對(duì) SQL 語(yǔ)句做詞法分析，先識(shí)別出哪些是關(guān)鍵字，代表什么（將輸入轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè) Token，然后分析哪些 Token 是關(guān)鍵字，哪些不是）。
然后再做語(yǔ)法分析，通過(guò)語(yǔ)法規(guī)則來(lái)驗(yàn)證和解析查詢，比如 SQL 中是否使用了錯(cuò)誤的關(guān)鍵字或者關(guān)鍵字的順序是否正確、及符號(hào)是否正確，并生成語(yǔ)法樹(shù)。
預(yù)處理器則會(huì)根據(jù) MySQL 規(guī)則進(jìn)一步檢查語(yǔ)法樹(shù)是否合法。比如檢查要查詢的數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)列是否存在，解析名字和別名是否有歧義等等。
接下來(lái)預(yù)處理器還會(huì)驗(yàn)證權(quán)限（precheck）。
如果語(yǔ)句不對(duì)，就會(huì)收到“You have an error in yourSQL syntax”的錯(cuò)誤提醒。一般語(yǔ)法錯(cuò)誤會(huì)提示第一個(gè)出現(xiàn)錯(cuò)誤的位置，所以你要關(guān)注的是緊接“use near”的內(nèi)容。
優(yōu)化器
通過(guò)解析器的解析后，優(yōu)化器就要對(duì)SQL語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化器并不關(guān)心表使用的存儲(chǔ)引擎是什么，但是存儲(chǔ)引擎對(duì)于查詢優(yōu)化是有影響的，因?yàn)閮?yōu)化器會(huì)請(qǐng)求存儲(chǔ)引擎提供容量或是某個(gè)具體操作的開(kāi)銷(xiāo)信息以及表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)信息，這些都會(huì)影響優(yōu)化器對(duì)查詢語(yǔ)句的優(yōu)化。
優(yōu)化器對(duì)查詢語(yǔ)句的優(yōu)化有，優(yōu)化多表關(guān)聯(lián)的時(shí)候，決定各個(gè)表的連接的順序；有多個(gè)索引的時(shí)候，決定使用哪個(gè)索引；還有重寫(xiě)查詢等等。
可以使用explain來(lái)查看執(zhí)行計(jì)劃，然后調(diào)整SQL語(yǔ)句、修改配置等等。
執(zhí)行器
優(yōu)化完 SQL 語(yǔ)句后便開(kāi)始執(zhí)行，先判斷一下是否有該表的查詢權(quán)限，沒(méi)有則返回沒(méi)有權(quán)限的錯(cuò)誤。（因?yàn)榭赡苓€有觸發(fā)器這種需要在執(zhí)行器階段才能確定的情況，預(yù)處理器的 precheck 是不能對(duì)這種運(yùn)行時(shí)才涉及到的表進(jìn)行權(quán)限校驗(yàn)的，所以需要在執(zhí)行時(shí)再進(jìn)行權(quán)限檢查。）
如果有權(quán)限，打開(kāi)表，然后調(diào)用存儲(chǔ)引擎的接口獲取數(shù)據(jù)返回。
本文介紹了MySQL的基礎(chǔ)架構(gòu)，這也是一條SQL查詢語(yǔ)句執(zhí)行的流程。
