Wie wird die Select-Query-Anweisung beim MySQL-Lernen ausgeführt?

Dieser Artikel vermittelt Ihnen relevantes Wissen über die Ausführung ausgewählter Anweisungen in MySQL, einschließlich Konnektoren, Analysatoren, Optimierer und Executoren. Ich hoffe, dass er Ihnen hilfreich sein wird.

Als relationale Datenbank dürfte MySQL in China am weitesten verbreitet sein. Vielleicht verwendet Ihr Unternehmen Oracle, PG usw., aber die meisten Internetunternehmen wie unser Unternehmen verwenden MySQL am häufigsten, und seine Bedeutung ist offensichtlich.

Wählen Sie * aus der Tabelle aus. Was genau passiert unten in der Datenbank? Wie kommen wir also an die Daten?

Angenommen, ich habe jetzt eine Benutzertabelle mit nur zwei Spalten, eine Spalte hat eine ID, die sich selbst erhöht, und eine Spalte hat einen Namen vom Typ Varchar. Die Anweisung zur Tabellenerstellung sieht folgendermaßen aus:

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `user`(
   `id` INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT,
   `name` VARCHAR(100) NOT NULL,
   PRIMARY KEY ( `id` )
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

Das Problem ist der Ausführungsprozess der folgenden Anweisung.

select * from user where id = 1;

01 Überblick über die MySQL-Architektur

Um dieses Problem zu verstehen, müssen Sie die interne Architektur von MySQL kennen. Zu diesem Zweck habe ich ein MySQL-Architekturdiagramm gezeichnet (Sie können es auch als den Ausführungsprozess von SQL-Abfrageanweisungen verstehen), wie unten gezeigt:

Zunächst ist MSQL in zwei Teile unterteilt: die Serverschicht und die Storage-Engine-Schicht. Die Serverschicht umfasst vier Funktionsmodule: Connector, Abfrage-Cache, Optimierer und Executor. Diese Schicht ist für die gesamte Kernarbeit von MySQL verantwortlich, z. B. integrierte Funktionen, gespeicherte Prozeduren, Trigger, Ansichten usw.

Die Storage-Engine-Schicht ist für den Datenzugriff verantwortlich. Beachten Sie, dass die Speicher-Engine in MySQL optional ist. Zu den häufigsten gehören: InnoDB, MyISAM, Memory usw. Die am häufigsten verwendete ist InnoDB. Es ist jetzt auch die Standardspeicher-Engine (ab MySQL-Version 5.5.5). Sie können sehen, dass meine obige Tabellenerstellungsanweisung die InnoDB-Engine angegeben hat. Natürlich wird es standardmäßig verwendet, wenn Sie es nicht angeben.

Da die Speicher-Engine optional ist, teilen sich alle Speicher-Engines in MySQL tatsächlich eine Serverschicht. Zurück zum Thema: Lassen Sie uns den Prozess in diesem Bild verwenden, um das Problem des geringen Fettgehalts zu lösen.

1.1 Connector

Wenn die Datenbank SQL ausführen möchte, muss sie zunächst mit der Datenbank verbunden werden. Dieser Teil der Arbeit wird vom Connector erledigt. Es ist dafür verantwortlich, Kontokennwörter zu überprüfen, Berechtigungen einzuholen, die Anzahl der Verbindungen zu verwalten und schließlich eine Verbindung mit dem Client herzustellen. Die MySQL-Link-Datenbank ist wie folgt geschrieben:

mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u root -p
# 127.0.0.1 : ip 3306 : 端口 root : 用户名

Nachdem Sie den Befehl ausgeführt haben, müssen Sie das Passwort eingeben. Natürlich können Sie auch -p folgen. Dies wird jedoch nicht empfohlen, da die Gefahr eines Passwortlecks besteht.

Nach Eingabe des Befehls überprüft der Connector Ihre Identität anhand Ihres Kontonamens und Passworts. Es gibt zwei Situationen:

• Das Konto oder Passwort ist falsch und der Server gibt den Fehler „FEHLER 1045 (28000): Zugriff verweigert für Benutzer ‚root‘@‘127.0.0.1‘ (mit Passwort: JA)“ zurück , Verbindung beenden.

• Nachdem die Überprüfung bestanden wurde, geht der Connector zur Berechtigungstabelle, um Ihre Berechtigungen zu überprüfen. Welche Berechtigungen Sie später haben, wird anhand der zu diesem Zeitpunkt gelesenen Berechtigungen beurteilt.

Hinweis: Ich spreche von den derzeit gefundenen Berechtigungen. Auch wenn Sie das Administratorkonto verwenden, um die Berechtigungen des aktuellen Benutzers zu ändern, hat dies keine Auswirkungen auf den aktuell verbundenen Benutzer. Sie müssen MySQL neu starten, damit die neuen Berechtigungen wirksam werden.

1.1.1 Überprüfen Sie den Verbindungsstatus

Die Verbindung ist hergestellt. Wenn anschließend nichts unternommen wird, befindet sich die Verbindung im Ruhezustand. Sie können den Befehl show Processlist verwenden, um die Verbindungsinformationen von MySQL anzuzeigen, wie unten gezeigt. Alle meine Datenbankverbindungen befinden sich im Ruhezustand, mit Ausnahme der Verbindungen, die den Vorgang „Show Processlist“ ausführen.

1.1.2 Steuerverbindung

Wenn der Client zu lange nicht funktioniert, wird diese Verbindung automatisch getrennt. Diese Zeit beträgt standardmäßig 8 Stunden und wird durch den Parameter wait_timeout gesteuert. Wenn Sie nach dem Trennen der Verbindung weiterarbeiten, erhalten Sie die Fehlermeldung „Verbindung zum MySQL-Server während der Abfrage verloren“. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie die Verbindung erneut herstellen, um die Anforderung auszuführen.

Es gibt lange und kurze Verbindungen in der Datenbank: Wenn nach erfolgreicher Verbindung fortlaufend Anfragen vorliegen, wird immer dieselbe Verbindung verwendet. Kurze Verbindung: Die Verbindung wird nach der Ausführung mehrerer Anfragen getrennt und muss beim nächsten Mal neu aufgebaut werden.

Da der Verbindungsaufbau ein zeitaufwändiger Vorgang ist, empfiehlt es sich, eine lange Verbindung zu verwenden. Es gibt jedoch ein Problem, wenn eine lange Verbindung aufrechterhalten wird: Sie belegt zu viel Speicher und wird vom System zwangsweise gelöscht. Dies führt dazu, dass MySQL abnormal neu startet. Wie kann man es lösen? Zwei Methoden:

• Lange Verbindungen regelmäßig trennen. Verwenden Sie eine bestimmte Zeit, sonst stellt das Programm fest, dass die Verbindung getrennt wird, nachdem ein Vorgang ausgeführt wurde, der viel Speicher beansprucht. Bei Bedarf erneut verbinden.

• mySQL 5.7 oder höher, Sie können mysql_reset_connection ausführen, um die Ressource nach jedem Vorgang, der viel Speicher beansprucht, erneut zu verbinden oder eine erneute Berechtigungsauthentifizierung durchzuführen, aber der Verbindungsstatus wird angezeigt Beim Erstellen auf den vorherigen Wert zurückgesetzt.

1.2 查询缓存

连接建立以后可以执行 select 语句了。这就会来到第二步：查询缓存。

查询缓存中存储的数据是 key-value 的形式，key 是查询语句，value 是查询的结果。逻辑是这样的：先看看查询缓存有没该语句对应的 value？有则直接取出返回客户端，无则继续到数据库执行语句。查出结果后会放一份到缓存中，再返回客户端。

你可能发现缓存真的香，但是并不建议使用查询缓存，因为有弊端。查询缓存的失效非常频繁，只有某个表有更新。它马上失效了，对于经常更新的表来说，命中缓存的概率极低。它仅仅适用于那些不经常更新的表。

而 MySQL 似乎也考虑到这点了。提供了 query_cache_type 参数，把它设置为 DEMAND 就不再适用韩村。而对于要使用缓存的语句则可用 SQL_CACHE 显示指定，像这样：

select SQL_CACHE * from user where id = 1;

PS：MySQL 8.0 及以上版本把查询缓存删掉了，之后再也没有这块功能了。

1.3 分析器

如果没有命中缓存就进入分析器，这里就是对 sql 进行分析。分析器会做词法分析。你输入的 sql 是啥，由啥组成，MySQL 都需要知道它们代表什么。

首先根据 "select" 识别出这是查询语句。字符串"user"识别成"表名 user"、字符串"id"识别成"列名id"。

之后进行语法分析，它会根据输入的语句分析是不是符合 MySQL 的语法。具体表现就是 select、where、from 等关键字少了个字母，明显不符合 MySQL 语法，这次就会报个语法错误的异常：它一般会提示错误行数，关注"use near"后面即可。

1.4 优化器

过了分析器，就来到了优化器。MySQL 是个聪明的仔，再执行之前会自己优化下客户端传过来的语句，看看那种执行起来不那么占内存、快一点。比如下面的 sql 语句：

select * from user u inner join role r on u.id = r.user_id where u.name = "狗哥" and r.id = 666

它可以先从 user 表拿出 name = "狗哥" 记录的 ID 值再跟 role 表内连接查询，再判断 role 表里面 id 的值是否 = 666

也可以反过来：先从 role 表拿出 id = 666 记录的 ID 值再跟 user 表内连接查询，在判断 user 表里面的 name 值是否 = "狗哥"。

两种方案的执行结果是一样的，但是效率不一样、占用的资源也就不一样。优化器就是在选择执行的方案。它优化的是索引应该用哪个？多表联查应该先查哪个表？怎么连接等等。

1.5 执行器

分析器知道了做啥、优化器知道了应该怎么做。接下来就交给执行器去执行了。

开始执行，判断是否有相应的权限。比如该账户对 user 表没权限就返回无权限的错误，如下所示：

select * from user where id = 1;
ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'nasus'@'localhost' for table 'user'

PS：如果命中缓存没走到执行器这里，那么在返回查询结果时做权限验证。

回到正题，如果有权限，继续打开表执行。执行器会根据表定义的引擎去使用对应接口。比如我们上面的 sql 语句执行流程是这样的：

• 走 id 索引、调用 InnoDB 引擎取"满足条件的第一行"接口，再循环调用"满足条件的下一行"接口（这些接口都是存储引擎定义好的），直到表中不再有满足条件的行。执行器就将上述遍历得到的行组成结果集返回给客户端。

• 对于 id 不是索引的表，执行器只能调用"取表记录的第一行"接口，再判断 id 是否 = 1。如果不是则跳过，是则存在结果集中；再调存储引擎接口取"下一行"，重复判断逻辑，直到表的最后一行。

至此，整个 SQL 的执行流程完毕，

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