数据库系列1：SQL查询语句的执行过程_一个sql语句的检索过程

当我们通过终端或者其他方式连接到数据库进行SQL操作时，整个过程是怎么样的呢？理解该过程有利于了解Mysql的架构和优化方法，我们就来看一下。

1.执行过程

执行整体过程如下所示：

具体来说有以下步骤：

1.1.建立连接

Mysql服务监听的默认端口是3306，客户端可以采用多种方式连接服务端。可以是同步的，也可以是异步的，可以是长连接也可以是短连接，可以是TCP也可以是Socket。如果想看当前Mysql有多少个连接，可以使用如下的命令：

show status like 'Thread%';
1

例如我的本机当前的连接情况为：

为什么查看线程就是查看连接数呢？
这是因为客户端每产生一个连接，就开辟一个线程来处理。这也意味着长时间不活动的线程可能被断开。
Mysql内部使用了两个变量交互式和非交互式超时时间，前者如数据库工具等，后者如JDBC程序等。查看命令分别为：

show global variables like 'interactive_timeout';
show global variables like 'wait_timeout'; 
1
2

从下图可以看到，默认的时间是28800s，也就是8小时。

如果要看最大连接数量，可以使用这个命令：

show variables like 'max_connections';
1

可以看到默认是151个，最大可以设置成100000。

Mysql中的参数分为session和global两个级别，分别是当前会话中生效和全局生效。但不是每个参数都有两个级别，比如，上面的max_connections就只有全局级别。没有带参数的时候，默认就是session级别，包括查询和修改，比如修改了一个参数以后，在本窗口查询应生效，但是在其他窗口就不生效。
所以如果只是临时修改，使用session级别就行了，如果需要在其他会话中生效，必须显式加上global参数。

1.2.查询缓存

mysql内部自带一个缓存，如果两次执行一模一样的查询时，会更快一些，但是适用场景非常有限的，要求查询完全一样，记录也不能变化，这不如直接交给redis或者Mybatis的一级缓存来进行。
因此该功能默认是关闭的，Mysql8里取消了该模块。

1.3.语法解析和预处理

这一部分内容是编译原理的重点，同时在自然语言处理，文本分析等领域也是核心的内容之一。
词法分析：将一个完整的SQL拆分成一个个独立的单词。
语法分析：对SQL进行语法检查，然后根据Mysql的语法规则，根据SQL语句生成一个解析树。
预处理器：检查生成的解析树，解决解析器无法解析的语义，例如检查表名和列名是否存在，是否有歧义等。预处理之后得到一个新的解析树。

1.4.查询优化和查询执行计划

一条语句是不是只有一种执行方式呢？不是的，查询优化器会根据解析树生成不同的执行计划，然后选择一种最优的执行计划。Mysql里面使用的是基于开销的优化器，哪种开销小，就用哪种。
优化器能解决的典型问题有;
1.对多个表进行关联查询的时候，以哪个表的数据作为基准表。
2.有多个索引可以使用时，选择哪个索引。
如果想看执行情况可以使用explain来查看，这个在后面整理索引问题时完整整理
例如：

explain select * from  tbl_employee;
explain  format=json select * from  tbl_employee; --查看更详细的信息
1
2

1.5.存储引擎

想看数据库文件存在哪里的，可以使用这个命令：

show variables like 'datadir';
1

例如我的是：

这里仅仅看到了目录，存储引擎主要解决的问题更多：
1.从逻辑的角度来说 我们的数据怎么放？如何实现增删改查？
2.执行计划怎么执行，谁来执行。

Mysql的数据库引擎有Innodb，MyISAM等,这些可以在创建表的时候通过engine字段来指定。例如：

create table `payment`(
`id` bigint(20) not null   Auto_increment comment 'ID',
`serial` varchar(200) default '',
primary key(`id`)
)engine=InnoDB   Auto_increment=1 default charset=utf8;
1
2
3
4
5

如果不设置，Mysql5.5之后默认使用的是InnoDB。

1.5.1 几种引擎的比较

1.5.2 如何选择合适的引擎？

如果对数据一致性要求比较高，需要事务支持，可以选择InnoDB。
如果数据查询多更新少，对查询性能要求比较高，可以选择MyISAM。
如果需要一个用于查询的临时表，可以选择memery.

1.6 执行引擎执行查询返回结果

存储引擎分析完之后，执行引擎利用存储引擎提供的API来完成操作。Mysql为不同的引擎提供了统一的API接口，所以换了引擎之后不需要做任何改变。
最后将结果封装起来返回给客户端。

2. 总结

总体上，我们可以把Mysql分为三层：跟客户端对接的连接层，执行操作的服务层和跟硬件打交道的存储引擎层。
连接层：客户端通过3306跟服务端建立连接，这里涉及到所有连接的管理，身份检验和权限管理等都在连接层完成。
服务层：主要功能是处理SQL语句和优化等，之后交给执行器去执行。
存储引擎：我们真正存放数据的地方，在Mysql里面支持不同的存储引擎，再往下就是内存或者磁盘。
在数据库里面只有查询和更新两个两发，没有我们常用的delete和insert方法，这是因为除了查询，其他三种本质上是一样的。

查询语句的执行过程说完了，那更新语句也是这样吗？肯定不是，因为会发生冲突，还需要调整索引等，因此更为复杂，下一篇我们来看。