一文搞懂MySQL中一条SQL语句是如何执行的

曾在面试中被问过这样的问题：

SELECT * FROM A WHERE B=1 AND C=2 GROUP BY D ORDER BY D在MySQL中是如何执行的？

因为没有专门的研究过这个问题，因此当时答的不是很好，所以想利用专门的时间来研究下这个内容，只有了解了SQL是如何执行的，才能够写出更好的SQL。

1 SQL执行总体过程

如图：先后顺序就是从上到下

• Client层：接收用户输入的SQL，显示响应的结果
• Server层：对SQL进行格式的校验、语言分析、优化和执行，并对执行结果进行返回
  • 连接器：用户的认证和授权，对接口进行链接
  • 缓存：对查询结果进行缓存，并在对缓存进行查询时返回命中结果
  • 分析器：SQL的词法分析和语法分析
  • 优化器：生成SQL执行计划，操作索引进行数据的查询
  • 执行器：操作引擎，利用文件系统返回查询结果
• 文件系统层：对数据进行持久化

2 总体过程剖析

2.1 客户端和连接器

客户端这个词颇有些深意，比如我们常用来操作MySQL的Navicat、MyDB Studio、MySQL WorkBench等等，很好，我现在告诉你，他们都不是MySQL的客户端，意不意外？它们只能称为MySQL的客户端连接工具或可视化工具。

而真正意义上的MySQL客户端则是一个较为完整的Project，编译后可以是一个可执行文件，可以直接与MySQL Server进行连接和通信，比如Windows操作系统下的：

我们可以直接操作这个程序与MySQL Server进行交互，这就是MySQL Client。

现在我们看下连接器，首先是连接MySQL Server的操作：

连接MySQL的语法：

mysql -h [host,默认为127.0.0.1] -u [用户名] -P [端口号，默认3306] -p 

查看连接器都有哪些连接：

2.2 分析器

分析器主要负责SQL的语法分析和语义分析，对SQL进行初步的查验操作。

语法分析：

简单的讲语法分析就是检查SQL是否符合MySQL的语法和关键字，比如SELECT * FROM A WHERE B=C给写成了SELECT FROM * A WHERE B=C，这就会导致语法分析错误，例如：

语义分析（也叫词法分析）：

就是判断除了SQL关键字顺序之外的其他语句词汇符不符合当前的查询条件，比如FROM A，表A却不存在，SELECT B，字段B不存在等等，例如：

语法检查顺序：

SELECT 
FROM
JOIN
ON
WHERE
GROUP BY
HAVING
UNION
ORDER BY
LIMIT

2.3 缓存

通常我们执行成功后的语句和结果（仅限查询语句），MySQL会进行缓存，当我们再次对该语句进行查询时，则会先查询缓存，查看是否命中。

在my.ini配置文件中我们可以设置MySQL缓存的大小和是否开启缓存：

2.4 优化器

这一步MySQL会帮助我们选择最优的查询方式，索引类型，确定执行方案。

优化器是在表中有多个索引的时候MySQL优化器会按照最小成本的原则（IO成本+CPU成本）决定使用哪个索引，或者有多表关联（join）的时候决定各个表的连接顺序。

2.5 执行器和文件系统

首先是执行器，调用执行接口将优化器优化后的SQL连接文件系统进行执行。

执行顺序：

FROM
ON
JOIN
WHERE
GROUP BY
HAVING
SELECT
DISTINCT
UNION
ORDER BY

然后是文件系统，也叫存储引擎，分为内存数据和磁盘数据，因为为了快速查询一些数据，MySQL可以启用内存来存取数据，同样和缓存一样，内存区的大小也可以在my.ini配置文件中进行设置。

MySQL的文件系统并不单单是存放文件的作用，还有记录日志和维护事务功能的作用，比如常见的redo log 、undo log和bin log日志都是由执行器联合存储引擎进行生成和维护的。

3 回到面试题

SELECT * FROM A WHERE B=1 AND C=2 GROUP BY D ORDER BY D，因为是单表查询，而且在WHERE过滤的时候也比较简单，因此我们用流程图来表示下：

4 总结

一条SQL的执行过程能够帮助我们更好的了解MySQL内部的执行情况，但是对于SQL的优化而言，我们了解的知识还需要更多，比如使用explain查看SQL的执行计划，再针对执行计划对SQL进行进一步的优化等等我们都没有讲到，但是大多数的SQL可能并不需要优化，因此我们针对SQL的执行流程在基本的使用上也是能够帮助我们写出更优雅的SQL的。