面试题：MySQL是如何执行一条SQL的？

作为一个开发者，你写了那么多增删改查相关的SQL，你理解 MySQL 内部执行该条 SQL 的机制吗？

当面试官问到你可以简单说说MySQL从执行一条SQL语句开始是如何经历每一步的吗？这时你会怎么回答？

长话不如短说，直接上结果。

MySQL内部执行一条SQL的全过程如图：

从图中知道，MySQL内部可以分为服务层和存储引擎层两部分：

（1）服务层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖MySQL的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。

（2）存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持InnoDB、MyISAM、Memory等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是InnoDB，它从MySQL 5.5.5版本开始成为了默认的存储引擎。

那么现在简单回答：MySQL从执行一条SQL语句开始是如何经历每一步？

MySQL可以分为：服务层和存储引擎层两部分。

Server层按顺序执行sql的步骤为：

客户端请求->连接器（验证用户身份，给予权限） -> 查询缓存（存在缓存则直接返回，不存在则执行后续操作）->分析器（对SQL进行词法分析和语法分析操作） -> 优化器（主要对执行的sql优化选择最优的执行方案方法） -> 执行器（执行时会先看用户是否有执行权限，有才去使用这个引擎提供的接口）->去引擎层获取数据返回（如果开启查询缓存则会缓存查询结果）

每个步骤的功能可以简单概括为：

连接器：管理连接、权限验证；

查询缓存：命中缓存则直接返回结果；

分析器：对SQL进行词法分析、语法分析；（判断查询的SQL字段是否存在也是在这步）

优化器：执行计划生成、选择索引；

执行器：操作引擎、返回结果；

存储引擎：存储数据、提供读写接口。

当你在面试时，被面试官问到这个问题时，你可以按上面的点进行回答。接下来对每个步骤的内部进行介绍，有兴趣的同学可以继续往后看。

1、连接器

在连接MySQL前都需要使用连接器，这一步主要跟客户端建立连接、获取用户权限、维持和管理连接。

验证用户名和密码的过程：

（1）如果密码错误，则收到"Access denied for user"的错误，然后客户端程序结束执行。

（2）如果用户名密码都正确，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。

需要注意的是：当管理员对一个已经连接成功的用户的权限进行修改，不会影响该用户的权限。只有当修改完成后，用户重新使用新建的连接才会使用新的权限设置。

2、查询缓存

建立连接成功后，MySQL接收到一个查询的SQL会先到查询缓存查找之前是不是执行过这条语句。如果之前执行过的语句，那么这个语句和结果可能会以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。

需要注意的是：如果对一个表进行修改操作，这个表相关的全部查询缓存都会失效，所以不建议开启查询缓存。除非对一张静态表（很少或不修改表中的数据）进行查询缓存。

3、分析器

分析器先对执行的SQL进行词法分析，判断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。

再对执行的SQL进行语法分析，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。

需要注意的是：如果查询的字段表中不存在，也是在分析器这里进行判断的。

4、优化器

经过分析器后，MySQL知道SQL是做什么操作的，优化器的作用是，当一个表存在多个索引的时，决定使用哪个索引；或者一个语句存在多表关联（join）时，决定各个表的连接顺序。

需要注意的是：因为不同的选择执行的效率也会不同，所以这一步主要是对SQL进行逻辑选择优化。

5、执行器

到了这一步，MySQL才会开始验证用户是否有查询权限，有才开始执行，没有则返回提示没有权限。

内部执行一个查询语句的简单流程为：

（1）调用对应引擎接口取这个表的第一行，判断是不是符合查询条件，如果不符合则跳过，如果符合则将这行存在结果集中；

（2）调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。

（3）执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

需要注意的是：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。

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。

至此介绍完毕，如果你对以上的问题存在什么疑惑，可以在下面留言一起探讨。感谢你的阅读和支持。

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