Mysql 執行流程

1、邏輯剖析

sql 執行流程為:sql語句 -> 查詢快取 -> 解析器 -> 優化器 -> 執行器。

1.1 伺服器處理客戶端請求

客戶端程式 connectors >> 連接池 >> SQL介面 >> 解析器 >> 優化器 查詢快取 >> 插件式存儲引擎 >> File(文件系統/日誌文件)

1. 客戶端程式 : 包括一些mysql工具如:native 或者語言工具如:php 、go 、python
2. 連接池  : 提供多個用戶客戶端和服務端交互的執行緒
3. SQL介面 : 接收sql命令,返回查詢結果
4. 解析器  : 進行sql語法的解析、語意解析、生成語法樹
5. 優化器  : mysql核心組件,對sql命令進行優化
6. 快取    : 以key -> value方式快取查詢結果 (如果查詢sql指令有快取直接在SQL介面部分返回快取結果)
7. 存儲引擎 : 與底層文件驚醒交互,查詢數據文件系統、日誌文件等

1.2 Connertors

connectors 是指在不同語言中與sql的交互。 要使用mysql 可以編寫程式與mysql服務端建立tcp連接 按照定義好的mysql協議進行交互。

接下來的mysql server結構分為如下三層。

1.3 連接層

客戶端訪問mysql服務端前,需要建立tcp連接

經過三次握手連接成功後,mysql服務端對tcp傳輸的帳號密碼進行認證、許可權獲取(通過許可權表獲取許可權寫入記憶體)。

由於多個系統與mysql建立的連接並不止一個,所以為了結局tcp無限創建銷毀TCP連接帶來的資源消耗、性能下降問題。mysql伺服器有專門的tcp連接池限制最大連接數,採用長連接模式復用tcp連接,來解決以上問題

1.4 服務層

服務層主要完成大多數的核心服務功能,如SQL介面,快取查詢、SQL分析以及優化部分內置函數的執行,所有的跨存儲引擎功能也在這一層實現,如:存儲過程、存儲函數。

在該層中,伺服器會解析查詢並創建相應的解析樹、完成對其的優化如:確定表查詢的順序,是否利用索引等,最後生成相應的執行操作。

如果是查詢SELECT語句 ,服務會查詢內部快取,如果快取空間足夠大,可以解決大量讀操作的環境中很好的提升系統的性能。

  • SQL Interface 介面

    • 接收sql命令,返回查詢結果
    • 支援DML、DDl、存儲過程、視圖、觸發器、自定義函數等多種SQL語言介面
  • Parser:解析器

    • 進行sql語法的解析、語意解析、將sql分解成數據結構
    • sql指令傳遞到解析器的時候被解析器驗證和解析,生成一個語法樹,創建好之後還會對sql查詢進行語法上的優化,進行查詢重寫。
  • 查詢優化器

    • sql命令在解析之後、查詢之前會使用查詢優化器確定sql語句的執行路徑,生成一個執行計劃

    • 這個執行計劃表明應該使用哪些索引進行查詢,表之間的順序應該如何,最後按照執行計劃中的步驟調用存儲引擎提供的方法來真正的執行查詢,並將結果返回

    • 他使用選取-投影-連接策略查詢,如:

    • select id,name from user where gender='女'
      

      這個sql查詢先根據where進行選取,而不是將數據全部查詢出來在進行過濾。

      這個sql先根據id和name進行屬性投影,而不是將所有欄位取出來在過濾

      將兩個條件連接起來生成最後的結果

  • 查詢快取組件( mysql8.0 已經優化掉該過程 )

    • mysql內部維持著一些cache和buffer,比如query cache用來快取一條select語句的結果。如果能在查詢中找到對應的快取,則不必在執行解析優化的過程直接返回快取結果。
    • 快取機制由一系列小快取組成。如:錶快取、記錄快取、key快取、許可權快取,並且可以在不同客戶端之間共享
    • 從5.7。2之後不推薦使用查詢快取。在mysql8.0中刪除該機制

1.5 引擎層

mysql的架構可以在不同場景中應用並發揮良好的作用,主要體現在存儲引擎哈桑,插件式的引擎架構將查詢處理和其他系統任務以及數據的存儲提取分離。這種架構可以根據業務去求和實際需要選擇合適的存儲引擎,同時開源的mysql還允許開發人員設置自己的開發引擎。

插件式的存儲引擎層,真正的負責了mysql中數據的存儲和提取,對物理伺服器級別維護的底層數據執行操作,伺服器通過api與存儲引擎通訊。不同的存儲引擎具有的功能不同,這樣我們可以根據自己的實際需要進行選取。

1.6 存儲層

所有的數據、資料庫、表的定義,表的數據、索引等都是存儲在文件系統上以文件的形式存在,並且完雨存儲引擎的交互,在文件系統下,可以使用本地磁碟,也可以使用DAS、NAS、SAN等各種存儲系統。

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