一条普通的sql语句是如何执行的？

MySQL的内部架构及作用

今天开始是我们日志篇的内容啦，在正式开盘日志之前，需要先做个前提概要，就是搞明白一件事：MySQL是如何执行一条sql语句的。而弄清楚这个问题，就需要我们先理清楚MySQL的基础架构

基本的架构如下图， 下面以执行一条普通的select语句为例，盘一下每个组件的具体作用

从整体来说，MySQL可分为Server层和引擎层

Server层包括连接器，分析器，优化器，执行器，包含了MySQL大部分的功能。例如：所有的计算（函数，日期，时间等），存储过程，视图等。

引擎层负责数据的存和取，模式是插件式（可插拔，替换），有InnoDB, MyISAM等常见引擎。其中InnoDB为MySQL5.7版本后的默认引擎。

连接器

连接器主要负责管理连接，权限验证

无论是通过命令行窗口，Navicat，还是企业项目使用MySQL，第一步肯定是要和MySQL建立TCP连接，而这些连接工具对于MySQL来说都是客户端。连接的第一件事就是要在连接器这里做身份验证，如下：

                            mysql -h$host -P$port -u$user -p$pwd

如果密码错误，将会被拒绝连接；如果密码正确，连接器将会判断并保存登录的用户拥有的权限，之后执行任何操作（DML,DDL等）都会根据最初登录所获得的权限来做校验

登录成功后，通过 show processlist; 可看到当前客户端的连接数量

我在本地开启了两个客户端，如果连接建立后没做什么操作的话，连接就会变成Sleep(空闲)。如果太长时间没有动静的话，连接器就会主动将客户端关闭，由如下参数控制（默认是8小时）：

查询缓存

缓存的作用是提升查询效率

当一条select语句进来时，会先去判断下是否有相关缓存，如果有的话，直接返回；没有的话才会去走分析器那一步。

但本质上这个功能很鸡肋，在MySQL5.7及之后的版本就已经被移除了，原因如下：

1. 如果碰到update语句，需要不断更新缓存值，在读少写多的情况下效率更差
2. 缓存是以K-V形式存储，key是查询的sql，而value是值。 只要select后面的字段随便变一下，缓存就无法命中

因此在大多数情况下，MySQL的缓存功能是弊大于利的， 因此后面也被移除掉了

分析器

分析器的主要作用：语义，语法分析

这时候才要开始真正执行的sql了，先交给分析器处理，让MySQL知道你想要做什么？ 因此需要对sql进行预处理。比方说：

1. 如果是select *，解析具体要查询的列，将 *替换成具体的列ID；
2. 识别这条sql需要访问的表，是否规范，存在等；
3. 判断筛选的条件的列是否存在，符合规范（若有）等；

以及看这条sql是否符合MySQL的语法规范，有没有乱写。如下的例子：

前两条sql都是被分析器检测出查询的表、筛选的字段不存在被拦截

后一条sql则是不符合MySQL的语法规范，提示大家初学必会出现的经典的You hava an error ...

优化器

优化器的主要作用：生成这条sql具体的执行计划，优化方案

讲过了分析器，那MySQL就明白你要做什么了，下一步就要开始制定执行计划。就类似做产品一样，一开始总是要知道做它的目的（为什么要做），紧接着针对这个产品开始制定一系列的方针和计划。而sql就是我们的“产品”。

优化器处理完后，sql具体的执行方案就定下来了，进入下一阶段！

执行器

执行器的主要作用：去操作引擎拿数据，并带回数据

当优化器告诉了MySQL要做什么，分析器告诉了要怎么去做，这时候就需要有一个执行者来行动了。

这时候，执行器的操作顺序大致如下：

1. 打开要操作的表，去根据这个表用到的是哪个引擎，去调引擎提供的相应接口
2. 根据执行计划，没有索引的话，就调接口一行数据一行数据取，然后再判断是否符合条件
3. 如果有索引的话，就通过查字典的方式精准定位，将结果放入结果集

最后，将符合条件的结果集再打包处理，返回给客户端，这条sql就处理完成了！

日志在MySQL中起到什么作用？

对于查询操作来说，查询总是幂等的（如果没有增删改操作，执行多少次查询结果都是一样的）。因此，我们也不必去考虑查询时，碰到的各种突发情况（断电，宕机，并发等等），会影响到数据的一致性。对于增，删，改操作就不一样了！

执行增删改的sql，肯定也是要走 连接器->分析器->优化器->执行器 的流程。除此之外，还需要做一些安全性措施（防止出现什么意外情况，数据不会丢失，错乱）。这时候，我们的日志就要登场啦！执行一条增删改语句时，还会同时写几个日志！（MySQL三大日志，binlog；redo log；undo log悉数登场）

binlog是干什么用的？

binlog的主要作用是：主从复制，归档备份。

写的时机：当MySQL执行完一条增删改sql后，执行器会将该sql写到binlog中。

使用MySQL肯定不会对主从复制感到陌生。而从库的数据从哪里来呢？

当主库执行增删改语句时，会将语句“写”在binlog日志里面，然后将binlog同步到从库上，从库直接执行就完事了！

undo log是干什么用的？

undo log的主要作用体现在两个地方，1：MVCC；2：事务的原子性

写的时机：当MySQL执行完一条增删改sql时，执行器会调用innoDB引擎的接口将sql的反义写到undo log中。（一条insert对应delete；一条delete对应insert；一条update new 对应update old；便于回滚）

1. MySQL的快照读是通过MVCC来解决事务的并发问题的，那历史版本记录放在哪里呢？就放在undo log里面

2. 事务的原子性保证一个事务内的所有操作要么都成功，要么都失败。如果成功一半，失败了，就要通过undo log日志来回滚

redo log是干什么用的？

redo log的主要作用：保证数据不丢失，具备crash-safe能力（InnoDB引擎独有）

写的时机：当MySQL执行完一条增删改sql时，**执行器会调用innoDB引擎的接口将sql写到redo log中。

如果因为突发情况而导致丢数据，那这是很危险的事情了。redo log的存在即保证了数据的不丢失，具体的原理我们会在稍后展开。

如果将redo log, undo log, binlog都结合到MySQL的架构，则执行一条增删改语句时，执行流程如下图：

---

未完待续~~~ 后面会详细剖析每种日志的作用！