目錄

• 一 MySQL的內部組件結構
• 1.1 service層
• 1.2 store層
• 二 連接器
• 三 分析器
• 四 優化器
• 五 執行器
• 六 bin-log歸檔
• 總結

一 MySQL的內部組件結構

大體來說，MySQL 可以分為 Server 層和存儲引擎層兩部分。

1.1 service層

主要包括連接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器等，涵蓋 MySQL 的大多數核心服務功能，以及所有的內置函數（如日期、時間、數學和加密函數等），所有跨存儲引擎的功能都在這一層實現，比如存儲過程、觸發器、視圖等。

1.2 store層

存儲引擎層負責數據的存儲和提取。其架構模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多個存儲引擎。現在最常用的存儲引擎是 InnoDB，它從 MySQL 5.5.5 版本開始成為了默認存儲引擎。也就是說如果我們在create table時不指定表的存儲引擎類型,默認會給你設置存儲引擎為InnoDB。
本節演示表的DDL：

CREATE TABLE `test` (  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=9 DEFAULT CHARSET=utf8;

下面我們重點來分析連接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器分別主要干了哪些事情。

二 連接器

我們知道由于MySQL是開源的，他有非常多種類的客戶端：navicat,mysql front,jdbc,SQLyog等非常豐富的客戶端,這些客戶端要向mysql發起通信都必須先跟Server端建立通信連接，而建立連接的工作就是有連接器完成的。
第一步，你會先連接到這個數據庫上，這時候接待你的就是連接器。連接器負責跟客戶端建立連接、獲取權限、維持和管理連接。連接命令一般是這么寫的：

[root@192 ~]# mysql -h host[數據庫地址] -u root[用戶] -p root[密碼] -P 3306

連接命令中的 mysql 是客戶端工具，用來跟服務端建立連接。在完成經典的 TCP 握手后，連接器就要開始認證你的身份，這個時候用的就是你輸入的用戶名和密碼。

1、如果用戶名或密碼不對，你就會收到一個"Access denied for user"的錯誤，然后客戶端程序結束執行。
2、如果用戶名密碼認證通過，連接器會到權限表里面查出你擁有的權限。之后，這個連接里面的權限判斷邏輯，都將依賴于此時讀到的權限。

這就意味著，一個用戶成功建立連接后，即使你用管理員賬號對這個用戶的權限做了修改，也不會影響已經存在連接的權限。修改完成后，只有再新建的連接才會使用新的權限設置。用戶的權限表在系統表空間的mysql的user表中。

修改user密碼

mysql> CREATE USER "username"@"host" IDENTIFIED BY "password"; //創建新用戶mysql> grant all privileges on *.* to "username"@"%"; //賦權限,%表示所有(host)mysql> flush privileges //刷新數據庫mysql> update user set password=password(”123456″) where user="root";(設置用戶名密碼)mysql> show grants for root@"%"; 查看當前用戶的權限

連接完成后，如果你沒有后續的動作，這個連接就處于空閑狀態，你可以在 show processlist 命令中看到它。文本中這個圖是 show processlist 的結果，其中的 Command 列顯示為“Sleep”的這一行，就表示現在系統里面有一個空閑連接，關閉連接 kill 。

客戶端如果長時間不發送command到Server端，連接器就會自動將它斷開。這個時間是由參數 wait_timeout 控制的，默認值是 8 小時。
查看wait_timeout

mysql> show global variables like "wait_timeout";mysql>set global wait_timeout=28800; 設置全局服務器關閉非交互連接之前等待活動的秒數

如果在連接被斷開之后，客戶端再次發送請求的話，就會收到一個錯誤提醒： Lost connection to MySQL server during query。這時候如果你要繼續，就需要重連，然后再執行請求了。

數據庫里面，長連接是指連接成功后，如果客戶端持續有請求，則一直使用同一個連接。短連接則是指每次執行完很少的幾次查詢就斷開連接，下次查詢再重新建立一個。

開發當中我們大多數時候用的都是長連接,把連接放在Pool內進行管理，但是長連接有些時候會導致 MySQL 占用內存漲得特別快，這是因為 MySQL 在執行過程中臨時使用的內存是管理在連接對象里面的。這些資源會在連接斷開的時候才釋放。所以如果長連接累積下來，可能導致內存占用太大，被系統強行殺掉（OOM），從現象看就是 MySQL 異常重啟了。

怎么解決這類問題呢？

1、定期斷開長連接。使用一段時間，或者程序里面判斷執行過一個占用內存的大查詢后，斷開連接，之后要查詢再重連。
2、如果你用的是 MySQL 5.7 或更新版本，可以在每次執行一個比較大的操作后，通過執行 mysql_reset_connection 來重新初始化連接資源。這個過程不需要重連和重新做權限驗證，但是會將連接恢復到剛剛創建完時的狀態。

查詢緩存

常用的一些操作

mysql>show databases; 顯示所有數據庫mysql>use dbname； 打開數據庫：mysql>show tables; 顯示數據庫mysql中所有的表；mysql>describe user; 顯示表mysql數據庫中user表的列信息）；

連接建立完成后，你就可以執行 select 語句了。執行邏輯就會來到第二步：查詢緩存。

MySQL 拿到一個查詢請求后，會先到查詢緩存看看，之前是不是執行過這條語句。之前執行過的語句及其結果可能會以 key-value 對的形式，被直接緩存在內存中。key 是查詢的語句，value 是查詢的結果。如果你的查詢能夠直接在這個緩存中找到 key，那么這個 value 就會被直接返回給客戶端。

如果語句不在查詢緩存中，就會繼續后面的執行階段。執行完成后，執行結果會被存入查詢緩存中。你可以看到，如果查詢命中緩存，MySQL 不需要執行后面的復雜操作，就可以直接返回結果，這個效率會很高。

大多數情況查詢緩存就是個雞肋，為什么呢？

因為查詢緩存往往弊大于利。查詢緩存的失效非常頻繁，只要有對一個表的更新，這個表上所有的查詢緩存都會被清空。因此很可能你費勁地把結果存起來，還沒使用呢，就被一個更新全清空了。對于更新壓力大的數據庫來說，查詢緩存的命中率會非常低。

一般建議大家在靜態表里使用查詢緩存，什么叫靜態表呢？就是一般我們極少更新的表。比如，一個系統配置表、字典表，那這張表上的查詢才適合使用查詢緩存。好在 MySQL 也提供了這種“按需使用”的方式。你可以將my.cnf參數 query_cache_type 設置成 DEMAND。

my.cnf#query_cache_type有3個值 0代表關閉查詢緩存OFF，1代表開啟ON，2（DEMAND）代表當sql語句中有SQL_CACHE關鍵詞時才緩存query_cache_type=2

這樣對于默認的 SQL 語句都不使用查詢緩存。而對于你確定要使用查詢緩存的語句，可以用 SQL_CACHE 顯式指定，像下面這個語句一樣：

mysql> select SQL_CACHE * from test where ID=5；

查看當前mysql實例是否開啟緩存機制

mysql> show global variables like "%query_cache_type%";

監控查詢緩存的命中率:

mysql> show status like"%Qcache%"; //查看運行的緩存信息

• Qcache_free_blocks:表示查詢緩存中目前還有多少剩余的blocks，如果該值顯示較大，則說明查詢緩存中的內存碎片過多了，可能在一定的時間進行整理。
• Qcache_free_memory:查詢緩存的內存大小，通過這個參數可以很清晰的知道當前系統的查詢內存是否夠用，是多了，還是不夠用，DBA可以根據實際情況做出調整。
• Qcache_hits:表示有多少次命中緩存。我們主要可以通過該值來驗證我們的查詢緩存的效果。數字越大，緩存效果越理想。
• Qcache_inserts: 表示多少次未命中然后插入，意思是新來的SQL請求在緩存中未找到，不得不執行查詢處理，執行查詢處理后把結果insert到查詢緩存中。這樣的情況的次數，次數越多，表示查詢緩存應用到的比較少，效果也就不理想。當然系統剛啟動后，查詢緩存是空的，這很正常。
• Qcache_lowmem_prunes:該參數記錄有多少條查詢因為內存不足而被移除出查詢緩存。通過這個值，用戶可以適當的調整緩存大小。
• Qcache_not_cached: 表示因為query_cache_type的設置而沒有被緩存的查詢數量。
• Qcache_queries_in_cache:當前緩存中緩存的查詢數量。
• Qcache_total_blocks:當前緩存的block數量。

mysql8.0已經移除了查詢緩存功能

三 分析器

如果沒有命中查詢緩存，就要開始真正執行語句了。首先，MySQL 需要知道你要做什么，因此需要對 SQL 語句做解析。

分析器先會做“詞法分析”。你輸入的是由多個字符串和空格組成的一條 SQL 語句，MySQL 需要識別出里面的字符串分別是什么，代表什么。

MySQL 從你輸入的"select"這個關鍵字識別出來，這是一個查詢語句。它也要把字符串“T”識別成“表名 T”，把字符串“ID”識別成“列 ID”。

做完了這些識別以后，就要做“語法分析”。根據詞法分析的結果，語法分析器會根據語法規則，判斷你輸入的這個 SQL 語句是否滿足 MySQL 語法。

如果你的語句不對，就會收到“You have an error in your SQL syntax”的錯誤提醒，比如下面這個語句 from 寫成了 “rom”。

mysql> select * fro test where 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 "fro test where id=1" at line 1

詞法分析器原理

詞法分析器分成6個主要步驟完成對sql語句的分析

1、詞法分析
2、語法分析
3、語義分析
4、構造執行樹
5、生成執行計劃
6、計劃的執行

下圖是SQL詞法分析的過程步驟：

SQL語句的分析分為詞法分析與語法分析，mysql的詞法分析由MySQLLex[MySQL自己實現的]完成，語法分析由Bison生成。關于語法樹大家如果想要深入研究可以參考這篇wiki文章：https://en.wikipedia.org/wiki/LR_parser。那么除了Bison外，Java當中也有開源的詞法結構分析工具例如Antlr4，ANTLR從語法生成一個解析器，可以構建和遍歷解析樹，可以在IDEA工具當中安裝插件：antlr v4 grammar plugin。

插件使用步驟：

經過bison語法分析之后，會生成一個這樣的語法樹

至此我們分析器的工作任務也基本圓滿了。接下來進入到優化器

四 優化器

經過了分析器，MySQL 就知道你要做什么了。在開始執行之前，還要先經過優化器的處理。

優化器是在表里面有多個索引的時候，決定使用哪個索引；或者在一個語句有多表關聯（join）的時候，決定各個表的連接順序。比如你執行下面這樣的語句，這個語句是執行兩個表的 join：

mysql> select * from te

mysql> select * from test1 join test2 using(ID) where test1.name=yangguo and test2.name=xiaolongnv;

既可以先從表 test1 里面取出 name=yangguo的記錄的 ID 值，再根據 ID 值關聯到表 test2，再判斷 test2 里面 name的值是否等于 yangguo。

也可以先從表 test2 里面取出 name=xiaolongnv 的記錄的 ID 值，再根據 ID 值關聯到 test1，再判斷 test1 里面 name 的值是否等于 yangguo。

這兩種執行方法的邏輯結果是一樣的，但是執行的效率會有不同，而優化器的作用就是決定選擇使用哪一個方案。優化器階段完成后，這個語句的執行方案就確定下來了，然后進入執行器階段。如果你還有一些疑問，比如優化器是怎么選擇索引的，有沒有可能選擇錯等等。

五 執行器

開始執行的時候，要先判斷一下你對這個表 T 有沒有執行查詢的權限，如果沒有，就會返回沒有權限的錯誤，如下所示 (在工程實現上，如果命中查詢緩存，會在查詢緩存返回結果的時候，做權限驗證。查詢也會在優化器之前調用 precheck 驗證權限)。

mysql> select * from test where id=1;

如果有權限，就打開表繼續執行。打開表的時候，執行器就會根據表的引擎定義，去使用這個引擎提供的接口。
比如我們這個例子中的表 test 中，ID 字段沒有索引，那么執行器的執行流程是這樣的：

• 調用 InnoDB 引擎接口取這個表的第一行，判斷 ID 值是不是 10，如果不是則跳過，如果是則將這行存在結果集中；
• 調用引擎接口取“下一行”，重復相同的判斷邏輯，直到取到這個表的最后一行。
• 執行器將上述遍歷過程中所有滿足條件的行組成的記錄集作為結果集返回給客戶端。

至此，這個語句就執行完成了。對于有索引的表，執行的邏輯也差不多。第一次調用的是“取滿足條件的第一行”這個接口，之后循環取“滿足條件的下一行”這個接口，這些接口都是引擎中已經定義好的。你會在數據庫的慢查詢日志中看到一個 rows_examined 的字段，表示這個語句執行過程中掃描了多少行。這個值就是在執行器每次調用引擎獲取數據行的時候累加的。在有些場景下，執行器調用一次，在引擎內部則掃描了多行，因此引擎掃描行數跟 rows_examined 并不是完全相同的。

六 bin-log歸檔

刪庫是不需要跑路的，因為我們的SQL執行時，會將sql語句的執行邏輯記錄在我們的bin-log當中，什么是bin-log呢？
binlog是Server層實現的二進制日志,他會記錄我們的cud操作。Binlog有以下幾個特點：

1、Binlog在MySQL的Server層實現（引擎共用）
2、Binlog為邏輯日志,記錄的是一條語句的原始邏輯
3、Binlog不限大小,追加寫入,不會覆蓋以前的日志

如果，我們誤刪了數據庫,可以使用binlog進行歸檔!要使用binlog歸檔，首先我們得記錄binlog，因此需要先開啟MySQL的binlog功能。
配置my.cnf

配置開啟binloglog-bin=/usr/local/mysql/data/binlog/mysql-bin注意5.7以及更高版本需要配置本項：server-id=123454（自定義,保證唯一性）;#binlog格式，有3種statement,row,mixedbinlog-format=ROW#表示每1次執行寫入就與硬盤同步，會影響性能，為0時表示，事務提交時mysql不做刷盤操作，由系統決定sync-binlog=1

binlog命令

mysql> show variables like "%log_bin%"; 查看bin-log是否開啟mysql> flush logs; 會多一個最新的bin-log日志mysql> show master status; 查看最后一個bin-log日志的相關信息mysql> reset master; 清空所有的bin-log日志

查看binlog內容

mysql> /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog --no-defaults /usr/local/mysql/data/binlog/mysql-bin.000001 查看binlog內容

binlog里的內容不具備可讀性，所以需要我們自己去判斷恢復的邏輯點位，怎么觀察呢？看重點信息，比如begin,commit這種關鍵詞信息，只要在binlog當中看到了，你就可以理解為begin-commit之間的信息是一個完整的事務邏輯,然后再根據位置position判斷恢復即可。binlog內容如下：

數據歸檔操作

從bin-log恢復數據恢復全部數據/usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog --no-defaults /usr/local/mysql/data/binlog/mysql-bin.000001 |mysql -uroot -p tuling(數據庫名)恢復指定位置數據/usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog --no-defaults --start-position="408" --stop-position="731"  /usr/local/mysql/data/binlog/mysql-bin.000001 |mysql -uroot -p tuling(數據庫)恢復指定時間段數據/usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog --no-defaults /usr/local/mysql/data/binlog/mysql-bin.000001 --stop-date= "2018-03-02 12:00:00"  --start-date= "2019-03-02 11:55:00"|mysql -uroot -p test(數據庫)

歸檔測試準

1、定義一個存儲過程，寫入數據

drop procedure if exists tproc;delimiter $$create procedure tproc(i int)begin    declare s int default 1;    declare c char(50) default repeat("a",50);    while s<=i dostart transaction;insert into test values(null,c);commit;set s=s+1;    end while;end$$delimiter ;

2、刪除數據

mysql> truncate test;

3、利用binlog歸檔

mysql> /usr/local/mysql/bin/mysqlbinlog --no-defaults /usr/local/mysql/data/binlog/mysql-bin.000001 |mysql -uroot -p tuling(數據庫名)

4、 歸檔完畢，數據恢復

總結

到此這篇關于MySQL性能優化之一條SQL在MySQL中執行的過程的文章就介紹到這了,更多相關SQL在MySQL中執行的過程內容請搜索以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持！