MySQL层次结构与SQL语句的执行

MySQL层次结构

MySQL层次分为三层，如下图：

截图自《高性能MySQL》(第三版)

1. 第一层服务负责连接处理、授权认证、安全等。
2. 第二层服务包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有内置函数，还包括所有跨存储引擎的功能(存储过程、触发器和视图等)。
3. 第三层服务是存储引擎。负责MySQL中数据的存储和提取。存储引擎提供API与上层服务器通信，这些接口屏蔽了不同引擎之间的差异，对上层的查询过程透明。

大体上，也可以说MySQL层次有两层，服务层和存储引擎层。第一层和第二层归属于服务层。

SQL语句的执行

执行SQL

1. 每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程，这个连接的查询只会在这个单独的线程中执行，服务器会缓存线程，所以不需要为每一个新建的连接创建或销毁线程。
2. 连接MySQL服务器时，服务器需要进行认证。认证成功后，服务器还会继续验证客户端是否具有某个特定查询的权限。
3. 对于SELECT语句，服务器会先查询缓存，如果能够找到相应的结果，服务器直接返回结果给客户端。
4. MySQL会解析查询，并创建内部数据结构(解析树)。
5. 对解析树进行各种优化，包括重写查询、决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。
6. 执行SQL语句。

一条SELECT语句的执行

按MySQL层次中箭头流向各个组件的顺序，执行如下：

1. 连接/线程处理
   客户端连接MySQL服务器，与数据库进行连接。因为连接过程比较耗时，所以服务器维护了连接线程的复用。连接时会进行身份和权限的认证。
2. 查询缓存
   SELECT语句会先在缓存中查询数据。如果缓存没有及时更新，可能产生查询到脏数据。
3. 解析器
   对SELECT语句进行解析，构建解析树。
4. 优化器
   此时MySQL服务器已经知道将要做什么了，优化器对要执行的过程进行优化，包括重写查询、决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。
5. 执行
   执行过程不仅调用存储引擎API，获取和返回最终的结果，可能还包括获取和释放锁，验证用户执行权限等操作。在开始执行前，还有验证用户是否具有相应的查询权限，如果没有返回权限错误。如果具有执行权限，打开数据表，调用存储引擎提供的API接口执行SELECT查询操作。最终将所有满足条件的行记录作为结果集返回给客户端。