MySQL 逻辑架构 [ 新手入门 ]

1. 逻辑架构组成
图片描述上方是 MySQL 逻辑架构的简单示意图，总的来说，MySQL 包含 Server 层和存储引擎层两大部分。

Server 层包括连接池、查询缓存、解析器、优化器、执行器等，MySQL 的核心服务都在这一层。

存储引擎层负责数据的存储和提取，MySQL 采用插件式的存储引擎，常见的存储引擎有 InnoDB、MyISAM、 CSV 等。其中 InnoDB 是最常用的存储引擎，也是 MySQL 的默认存储引擎（从5.5.5版本开始）。

2. 一条查询语句是如何执行的
上一小节介绍了 MySQL 的逻辑架构组成，那么各模块之间是如何协同工作的呢？这里以一条最简单的查询语句为例子，我们一起来看看这条语句在 MySQL 内部是如何执行的。

select id from a where id=1;
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2.1 连接池
首先，我们通过 mysql 这个客户端工具进行数据库的连接，这时遇到的是连接池。连接池负责客户端的连接管理、授权认证。

连接命令如下（输入完连接命令后，需要输入用户密码）：

mysql -h localhost -u root -p
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如果用户名和密码认证通过，连接池会通过权限表获取这个用户名所拥有的权限信息；

如果用户名或密码认证不通过，则会收到一个错误提示：“ERROR 1045 (28000): Access denied for user ‘root’@‘localhost’”；

建立连接后，会产生相应的连接信息，可以通过 show processlist 命令查看。下方图中 Id 为 5048 这一行，即为成功连接数据库所建立的连接信息，请注意 Command 这一列，值为”Sleep“，表明这是一个空闲连接。成功连接数据库后，如果没有任何动作，这个连接就会变成空闲状态。

root@localhost [(none)]>show processlist;
+------+------+-----------+------+---------+------+----------+------------------+
| Id   | User | Host      | db   | Command | Time | State    | Info             |
+------+------+-----------+------+---------+------+----------+------------------+
| 4771 | root | localhost | NULL | Query   |    0 | starting | show processlist |
| 5048 | root | localhost | NULL | Sleep   |    3 |          | NULL             |
+------+------+-----------+------+---------+------+----------+------------------+
2 rows in set (0.00 sec)
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2.2 查询缓存
连接成功建立后，来到第二步查询缓存。查询缓存负责将执行过的语句和结果缓存在内存中。

在获取一个查询请求后，MySQL会先到查询缓存进行查看

如果select语句在查询缓存中能够找到，则直接返回结果给客户端，跳过解析、优化、执行阶段。
如果select语句没能在查询缓存中找到，则继续后面的解析、优化、执行阶段。
从这里可以看到，如果命中查询缓存，MySQL 会直接返回结果给客户端，后面的一系列操作不需要再执行，是非常高效的。但实际情况并非如此，查询缓存非常容易失效。

因为只要一个表有更新操作，那这个表所有的查询缓存都会被清空。对一个承载正常业务的数据库来说，更新操作是非常频繁的，这就意味着查询缓存经常失效，从而导致查询缓存的命中率非常低。所以，使用查询缓存反而会给数据库带来额外的负担，在实际生产环境中，我们建议关闭查询缓存。

关闭查询缓存的方法有两种：

临时：在 MySQL 中直接用命令行执行；

set global query_cache_size=0
set global query_cache_type=0
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永久：将以下两个参数添加至配置文件 my.cnf，并重启 MySQL；

query_cache_type=0
query_cache_size=0
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2.3 解析器
如果没有命中查询缓存，接下来就要进入解析器阶段了。解析器负责词法解析和语法解析。

首先是词法解析，MySQL 需要识别所输入的字符串分别代表什么，它会从左到右一个字符、一个字符地输入，然后根据构词规则识别单词。

select id from a where id=1;
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关键字	非关键字	关键字	非关键字	关键字	非关键字
select	字段id	from	表名a	where	字段id等于1
接下来是语法解析，判断输入的这个SQL语句是否符合MySQL语法规则。如果语法不对，会收到错误信息提示：“ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax;”。如下面这个SQL语句的where少了一个e。

root@localhost [tempdb]>select id from a wher id=1;
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'id=1' at line 1
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2.4 优化器
从解析器出来，就到了优化器阶段。优化器负责找到最优的执行计划，也就是决定SQL语句的执行方案。

一条查询可以有很多种执行方式，最后都返回相同的结果 。比如下面这个查询SQL，查询表a中字段id等于1的值

select id from a where id=1;
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可以遍历表a所有行，找出所有id等于1的值
也可以通过索引idx_id，找到id等于1的值。当然，前提是字段id有创建索引idx_id。
两种方案的结果是一样的，但是执行效率不一样，优化器的作用就是选择最优的执行方案。

2.5 执行器
现在到了执行SQL语句的阶段，也就是执行器。执行器负责调用存储引擎，拿到查询结果。

select id from a where id=1;

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假设这个例子中的字段id没有索引，执行器的流程大致如下：

调用 InnoDB 引擎接口获取表 a 的第一行，如果 id 值等于 1，则将 id 值存进结果集，如果 id 值不等于 1，则跳过，取下一行；
调用 InnoDB 引擎接口获取下一行，重复第一步的逻辑，一直到表 a 的最后一行；
将符合查询条件的结果集返回给客户端。