作為一名 Java后端程序員，MySQL應該是接觸最多的數據庫之一，增刪改查更 MySQL數據庫的常規操作。 那么，一條 SQL語句在執行的過程中經歷了哪些流程呢？它是如何被 MySQL執行的？這篇文章，我們將詳細地分析。

為了更好地理解，我們先來看一下 MySQL的架構。

MySQL架構示意圖

MySQL是典型的C/S架構，SQL整個執行流程包括：客戶端，Server層和存儲引擎層三部分。

C/S架構，C是指 Client 客戶端，S是指 Server 服務端。

模塊分析

1. 客戶端

客戶端是指連接使用MySQL的終端。常見的MySQL客戶端有：java代碼，這個是java程序員使用最多的，比如mybatis ORM框架；navicat工具，功能強大，能夠可視化操作很多種數據庫；mysql-cli，這個是MySQL官方自帶的客戶端；還有一些網頁版的客戶端。

2. Server層

Server層是MySQL的核心模塊，Server層包含 連接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器等核心組件， 涵蓋了MySQL大多數核心服務以及所有的內置函數，諸如 存儲過程、觸發器、視圖等所有跨存儲引擎的功能也都在Server層實現。下面將分別講解幾個核心組件。

(1) 連接器

連接器的主要功能是連接管理和權限校驗。當客戶端請求過來時，首先是和Server層的連接器交互。

下面通過一個實例來講解連接層的功能，比如：mysql-cli客戶端連接MySQL Server的命令：

mysql> mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -uroot -p

整個過程分解為：

• 輸入指令，點擊 Enter鍵后會完成經典的TCP 3次握手，客戶端和MySQL Server建立TCP連接。
• 連接建立后，連接器開始對請求進行權限校驗，如果Server層配置需要密碼校驗，會提醒用戶輸入密碼，密碼正確進入下一步，密碼錯誤提醒"Access denied for user"; 如果Server層配置不需要密碼校驗，則直接進入下一步
• 權限驗證成功后，連接器會從權限表把當前用戶的所有權限查詢并緩存起來，權限緩存的生命周期一直到該連接關閉。

連接器會把權限緩存，因此，只要該連接一直存在就會使用緩存中的權限，這就意味著，即便服務器更改了該用戶的權限，只要是在權限更改前還存活的連接，新的權限不生效。這也能很好地解釋， 有時候服務端修改了權限配置，客戶端不能及時生效。

(2) 查詢緩存

緩存是 MySQL為了加速查詢而設置的，當請求鑒權完成之后，就會到執行緩存查詢(Server層開啟了緩存)，如果命中緩存，則直接返回，否則進入下一步。不過根據小編劇這么多年的工作經驗， 緩存使用的場景比較少，比如：MySQL中存放的是一些靜態數據或者變更頻率特別低，其他的場景這個功能就比較雞肋了，怎么雞肋呢？

因為只要對表有更新操作，查詢緩存就會失效，如果表的更新和查詢操作比較頻繁，那么緩存就會一直處于建立和失效的頻繁交替中，最終導致查詢性能不但沒有提升還無形中多維護了緩存。

因此實際生產中，Server層都會設置 query_cache_type=DEMAND，這樣SQL默認不會使用查詢緩存。如果有特殊需求一定要使用查詢緩存，可以顯示指定SQL_CACHE，比如下面的SQL語句：

mysql> select SQL_CACHE * from user where id = ?;

(3) 分析器

分析器，顧名思義就是SQL語句進行分析，那么，分析器對SQL會做哪些分析呢？通常來說有：詞法分析 和 語法分析 兩種。

詞法分析 是判斷SQL里面的字符串進行拆解，識別當前SQL是什么操作，SQL里面包含多少字符串，空格等等，比如：下面的sql語句， 詞法分析器可以根據 select來判斷當前SQL是查詢操作，id 為需要查詢的結果，where 后面的條件等等；

mysql> select id from user where name = 'zhangsan';

語法分析就是檢查SQL的語法是否正確，比如下面的SQL語句，把update 錯誤的寫成了 updater，因此語法分析器就能識別該SQL有語法錯誤，拋出語法錯誤相關的異常。

mysql> updater user set update_time = now() where id = 10;

(4) 優化器

優化器目的是對SQL語句進行優化處理。因為SQL語句的編寫者能力不一樣，編寫出來的SQL語句性能也不一樣。Server層如果完全按照SQL語句順序執行，可能會造成性能問題， 所以需要優化，判斷語句能否使用索引等。比如下面的場景：

假如：5000萬數據的user表中原存在一個組合索引是index_name_age(name,age)，某工程師在沒有查看現有索引的情況下編寫了如下的SQL語句：

mysql> select * from user where age = 30 and name like '張%';

假如 MySQL server層完全按照SQl語句的順序執行，則該SQL語句不會使用索引，必定會成為慢sql。而有了優化器，語句就可以優化成下面的形式，完全使用上現有的index_name_age(name,age)索引。這下可以是不是看出了優化器的好處。

mysql> select * from user where name like '張%' and age = 30;

(5) 執行器

執行器就是運行SQL語句。不過，此處執行器不會在Server層直接執行SQL語句，而是根據數據表中執行引擎類型調用對應的存儲引擎提的接口。至于，為什么執行引擎不親自執行SQL語句，我們會后期進行分享。不過MySQL此處的設計符合了SOLID軟件設計原則 的依賴倒置原則。

3. 存儲引擎層

存儲引擎層負責數據的存儲和提取。采用插件式的架構模式，常見的存儲引擎有 InnoDB、MyISAM、Memory等。其中MyISAM是MySQL官方自帶的引擎， 但是因為該引擎不支持事務，使得能夠支持事務的InnoDB存儲引擎得以快速發展，并在MySQL 5.5.5版本奪嫡成功，成為了默認存儲引擎。

因此，作為開發，在進入新公司后，最好是要弄清楚公司的MySQL版本以及默認引擎，這樣可以避免很多不必要的坑。查看指令如下：

# 查看數據庫版本
mysql> status;

# 查看默認引擎
mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'default_storage_engine%';

總結

本文，我們詳細分析了一條 SQL查詢語句在 MySQL中的全部執行流程。通過了解這些流程，可以幫助我們更好的理解 MySQL的內部結構和原理，以及 vvvMySQL的優化原理：

• SQL執行會經歷客戶端、Server層、存儲引擎層 3個部分。
• Server層包含 連接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器等核心組件。
• 連接器主要職責是管理連接，權限校驗
• 查詢緩存主要職責是為查詢提供緩存
• 分析器主要職責是詞法分析和語法分析，目的是識別SQL是做什么，有沒有語法錯誤。
• 優化器主要職責是關注SQL的性能，優化SQL語句怎么更好的去執行，比如：匹配索引，優化join查詢的連接順序。
• 執行器主要職責是調用存儲引擎調的接口和返回結果。
• 存儲引擎主要職責是數據的存儲和提取，給執行器提供接口。