SQL 查询语句是如何执行的

我们在执行如下查询语句时：

SELECT * FROM AREA WHERE `NAME` = '中国'

看到的是输入了一条语句，返回一个结果。却不知道这条语句在 mysql 内部的执行过程。现在我们来看下一条 SQL 查询语句是如何执行的。

首先看下 mysql 的基本架构图：

从图中可以看出 mysql 可以分为 Server 层和存储引擎层两部分。

Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。

存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。如果在建表的时候不指定引擎类型，默认使用的的就是 InnoDB。

下面看下 SQL 查询语句的执行流程及各个组件的作用。

连接器

第一步，先连接到数据库上，连接器负责跟客户端建立连接、获取权限、维持和管理连接。

在数据库里面，长连接是指连接成功后，如果客户端持续有请求，则一直使用同一个连接。短连接则是指每次执行完很少的几次查询就断开连接，下次查询再重新建立一个。

建立连接的过程通常是比较复杂的，所以建议在使用中要尽量减少建立连接的动作，也就是尽量使用长连接。但是全部使用长连接后，有些时候 MySQL 占用内存涨得特别快，这是因为 MySQL 在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开的时候才释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉（OOM），从现象看就是 MySQL 异常重启了。

查询缓存

连接建立完成后，就可以执行 select 语句了。执行逻辑会来到第二步：查询缓存。

mysql 拿到一个查询后，会先到查询缓存看看，之前是不是执行过这条语句。之前执行过的语句及其结果可能会以 key-value 对的形式，被直接缓存在内存中。key 是查询的语句，value 是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到 key，那么这个 value 就会被直接返回给客户端。

如果语句不在查询缓存中，就会继续后面的执行阶段。执行完成后，执行结果会被存入查询缓存中。但是大多数情况下建议不要使用查询缓存，因为查询缓存往往弊大于利。

查询缓存的失效非常频繁，只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。因此很可能费劲地把结果存起来，还没使用呢，就被一个更新全清空了。对于更新压力大的数据库来说，查询缓存的命中率会非常低。

mysql 8.0 版本直接将查询缓存的整块功能删掉了。

分析器

如果没有命中查询缓存，就要开始真正执行语句了。执行逻辑来到分析器，分析器进行词法分析、语法分析。

分析器先会做“词法分析”。

SELECT * FROM AREA WHERE `NAME` = '中国'

mysql 从 “select” 这个关键字识别这是一个查询语句。然后把 AREA 识别成“表名 T”，把字符串“NAME”识别成“列 NAME”。做完这些识别之后，进行“语法分析”，语法分析器会根据语法规则，判断 SQL 语句是否满足 mysql 语法。

优化器

经过了分析器，mysql 已经知道你要做什么了。接下来优化器就选择执行方案。

优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引；或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。一条语句可能有几种执行方案，执行结果一样，但是执行效率不一样，优化器的作用就是决定选择哪一个方案。

执行器

分析器知道了要做什么，优化器知道了要怎么做，下面就到了执行器开始执行语句。

开始执行的时候，要先判断一下对这个表 AREA 有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有权限的错误。

如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。

比如上面这个例子中的表 AREA 中，NAME 字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的：

1. 调用 InnoDB 引擎接口取这个表的第一行，判断 NAME 值是不是 中国，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中；
2. 调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
3. 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。

至此，这个 SQL 语句就执行完成了。