步步深入MySQL 架构总览查询执行流程SQL 解析顺序

2021-08-25 18:01 PHP开源社区
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前言:

一直是想知道一条SQL语句是怎么被执行的,它执行的顺序是怎样的,然后查看总结各方资料,就有了下面这一篇博文了。

本文将从MySQL总体架构--->查询执行流程--->语句执行顺序来探讨一下其中的知识。

一、MySQL架构总览:

架构最好看图,再配上必要的说明文字。

下图根据参考书籍中一图为原本,再在其上添加上了自己的理解。

图片
img

从上图中我们可以看到,整个架构分为两层,上层是MySQLD的被称为的‘SQL Layer’,下层是各种各样对上提供接口的存储引擎,被称为‘Storage Engine Layer’。其它各个模块和组件,从名字上就可以简单了解到它们的作用,这里就不再累述了。

二、查询执行流程

下面再向前走一些,容我根据自己的认识说一下查询执行的流程是怎样的:

1.连接

1.1客户端发起一条Query请求,监听客户端的‘连接管理模块’接收请求

1.2将请求转发到‘连接进/线程模块’

1.3调用‘用户模块’来进行授权检查

1.4通过检查后,‘连接进/线程模块’从‘线程连接池’中取出空闲的被缓存的连接线程和客户端请求对接,如果失败则创建一个新的连接请求

2.处理

2.1先查询缓存,检查Query语句是否完全匹配,接着再检查是否具有权限,都成功则直接取数据返回

2.2上一步有失败则转交给‘命令解析器’,经过词法分析,语法分析后生成解析树

2.3接下来是预处理阶段,处理解析器无法解决的语义,检查权限等,生成新的解析树

2.4再转交给对应的模块处理

2.5如果是SELECT查询还会经由‘查询优化器’做大量的优化,生成执行计划

2.6模块收到请求后,通过‘访问控制模块’检查所连接的用户是否有访问目标表和目标字段的权限

2.7有则调用‘表管理模块’,先是查看table cache中是否存在,有则直接对应的表和获取锁,否则重新打开表文件

2.8根据表的meta数据,获取表的存储引擎类型等信息,通过接口调用对应的存储引擎处理

2.9上述过程中产生数据变化的时候,若打开日志功能,则会记录到相应二进制日志文件中

3.结果

3.1Query请求完成后,将结果集返回给‘连接进/线程模块’

3.2返回的也可以是相应的状态标识,如成功或失败等

3.3‘连接进/线程模块’进行后续的清理工作,并继续等待请求或断开与客户端的连接

一图小总结

图片

三、SQL解析顺序

接下来再走一步,让我们看看一条SQL语句的前世今生。

首先看一下示例语句

SELECT DISTINCT
    < select_list >
FROM
    < left_table > < join_type >
JOIN < right_table > ON < join_condition >
WHERE
    < where_condition >
GROUP BY
    < group_by_list >
HAVING
    < having_condition >
ORDER BY
    < order_by_condition >
LIMIT < limit_number >


然而它的执行顺序是这样的

 1 FROM <left_table>
 2 ON <join_condition>
 3 <join_type> JOIN <right_table>
 4 WHERE <where_condition>
 5 GROUP BY <group_by_list>
 6 HAVING <having_condition>
 7 SELECT 
 8 DISTINCT <select_list>
 9 ORDER BY <order_by_condition>
10 LIMIT <limit_number>


虽然自己没想到是这样的,不过一看还是很自然和谐的,从哪里获取,不断的过滤条件,要选择一样或不一样的,排好序,那才知道要取前几条呢。

既然如此了,那就让我们一步步来看看其中的细节吧。

准备工作

1.创建测试数据库

create database testQuery

2.创建测试表


CREATE TABLE table1
(
    uid VARCHAR(10) NOT NULL,
    name VARCHAR(10) NOT NULL,
    PRIMARY KEY(uid)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;

CREATE TABLE table2
(
    oid INT NOT NULL auto_increment,
    uid VARCHAR(10),
    PRIMARY KEY(oid)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;


3.插入数据

INSERT INTO table1(uid,name) VALUES('aaa','mike'),('bbb','jack'),('ccc','mike'),('ddd','mike');

INSERT INTO table2(uid) VALUES('aaa'),('aaa'),('bbb'),('bbb'),('bbb'),('ccc'),(NULL);

4.最后想要的结果


SELECT
    a.uid,
    count(b.oid) AS total
FROM
    table1 AS a
LEFT JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid
WHERE
    a. NAME = 'mike'
GROUP BY
    a.uid
HAVING
    count(b.oid) < 2
ORDER BY
    total DESC
LIMIT 1;


!现在开始SQL解析之旅吧!

1. FROM

当涉及多个表的时候,左边表的输出会作为右边表的输入,之后会生成一个虚拟表VT1。

(1-J1)笛卡尔积

计算两个相关联表的笛卡尔积(CROSS JOIN) ,生成虚拟表VT1-J1。


mysql> select * from table1,table2;
+-----+------+-----+------+
| uid | name | oid | uid  |
+-----+------+-----+------+
| aaa | mike |   1 | aaa  |
| bbb | jack |   1 | aaa  |
| ccc | mike |   1 | aaa  |
| ddd | mike |   1 | aaa  |
| aaa | mike |   2 | aaa  |
| bbb | jack |   2 | aaa  |
| ccc | mike |   2 | aaa  |
| ddd | mike |   2 | aaa  |
| aaa | mike |   3 | bbb  |
| bbb | jack |   3 | bbb  |
| ccc | mike |   3 | bbb  |
| ddd | mike |   3 | bbb  |
| aaa | mike |   4 | bbb  |
| bbb | jack |   4 | bbb  |
| ccc | mike |   4 | bbb  |
| ddd | mike |   4 | bbb  |
| aaa | mike |   5 | bbb  |
| bbb | jack |   5 | bbb  |
| ccc | mike |   5 | bbb  |
| ddd | mike |   5 | bbb  |
| aaa | mike |   6 | ccc  |
| bbb | jack |   6 | ccc  |
| ccc | mike |   6 | ccc  |
| ddd | mike |   6 | ccc  |
| aaa | mike |   7 | NULL |
| bbb | jack |   7 | NULL |
| ccc | mike |   7 | NULL |
| ddd | mike |   7 | NULL |
+-----+------+-----+------+
28 rows in set (0.00 sec)


(1-J2)ON过滤

基于虚拟表VT1-J1这一个虚拟表进行过滤,过滤出所有满足ON 谓词条件的列,生成虚拟表VT1-J2。

注意:这里因为语法限制,使用了'WHERE'代替,从中读者也可以感受到两者之间微妙的关系;


mysql> SELECT
    -> *
    -> FROM
    -> table1,
    -> table2
    -> WHERE
    -> table1.uid = table2.uid
    -> ;
+-----+------+-----+------+
| uid | name | oid | uid  |
+-----+------+-----+------+
| aaa | mike |   1 | aaa  |
| aaa | mike |   2 | aaa  |
| bbb | jack |   3 | bbb  |
| bbb | jack |   4 | bbb  |
| bbb | jack |   5 | bbb  |
| ccc | mike |   6 | ccc  |
+-----+------+-----+------+
6 rows in set (0.00 sec)


(1-J3)添加外部列

如果使用了外连接(LEFT,RIGHT,FULL),主表(保留表)中的不符合ON条件的列也会被加入到VT1-J2中,作为外部行,生成虚拟表VT1-J3。


mysql> SELECT
    -> *
    -> FROM
    -> table1 AS a
    -> LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid;
+-----+------+------+------+
| uid | name | oid  | uid  |
+-----+------+------+------+
| aaa | mike |    1 | aaa  |
| aaa | mike |    2 | aaa  |
| bbb | jack |    3 | bbb  |
| bbb | jack |    4 | bbb  |
| bbb | jack |    5 | bbb  |
| ccc | mike |    6 | ccc  |
| ddd | mike | NULL | NULL |
+-----+------+------+------+
7 rows in set (0.00 sec)


下面从网上找到一张很形象的关于‘SQL JOINS'的解释图,如若侵犯了你的权益,请劳烦告知删除,谢谢。

本文章转载自公众号:phpopensource

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