一、前言
一直是想知道一條SQL語句是怎么被執行的，它執行的順序是怎樣的，然后查看總結各方資料，就有了下面這一篇博文了。
本文將從MySQL總體架構--->查詢執行流程--->語句執行順序來探討一下其中的知識。
二、MySQL架構總覽
架構最好看圖，再配上必要的說明文字。
下圖根據參考書籍中一圖為原本，再在其上添加上了自己的理解。
從上圖中我們可以看到，整個架構分為兩層，上層是MySQLD的被稱為的‘SQL Layer’，下層是各種各樣對上提供接口的存儲引擎，被稱為‘Storage Engine Layer’。其它各個模塊和組件，從名字上就可以簡單了解到它們的作用，這里就不再累述了。
三、查詢執行流程
下面再向前走一些，容我根據自己的認識說一下查詢執行的流程是怎樣的：
1、連接
1.1、客戶端發起一條Query請求，監聽客戶端的‘連接管理模塊’接收請求;
1.2、將請求轉發到‘連接進/線程模塊’;
1.3、調用‘用戶模塊’來進行授權檢查;
1.4通過檢查后，‘連接進/線程模塊’從‘線程連接池’中取出空閑的被緩存的連接線程和客戶端請求對接，如果失敗則創建一個新的連接請求;
2、處理
2.1、先查詢緩存，檢查Query語句是否完全匹配，接著再檢查是否具有權限，都成功則直接取數據返回;
2.2、上一步有失敗則轉交給‘命令解析器’，經過詞法分析，語法分析后生成解析樹;
2.3、接下來是預處理階段，處理解析器無法解決的語義，檢查權限等，生成新的解析樹;
2.4、再轉交給對應的模塊處理;
2.5、如果是SELECT查詢還會經由‘查詢優化器’做大量的優化，生成執行計劃;
2.6、模塊收到請求后，通過‘訪問控制模塊’檢查所連接的用戶是否有訪問目標表和目標字段的權限;
2.7、有則調用‘表管理模塊’，先是查看table cache中是否存在，有則直接對應的表和獲取鎖，否則重新打開表文件;
2.8、根據表的meta數據，獲取表的存儲引擎類型等信息，通過接口調用對應的存儲引擎處理;
2.9、上述過程中產生數據變化的時候，若打開日志功能，則會記錄到相應二進制日志文件中;
3、結果
3.1、Query請求完成后，將結果集返回給‘連接進/線程模塊’;
3.2、返回的也可以是相應的狀態標識，如成功或失敗等;
3.3、‘連接進/線程模塊’進行后續的清理工作，并繼續等待請求或斷開與客戶端的連接;
4、一圖小總結
四、SQL解析順序
接下來再走一步，讓我們看看一條SQL語句的前世今生。
首先看一下示例語句：
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?>??
然而它的執行順序是這樣的：
雖然自己沒想到是這樣的，不過一看還是很自然和諧的，從哪里獲取，不斷的過濾條件，要選擇一樣或不一樣的，排好序，那才知道要取前幾條呢。
既然如此了，那就讓我們一步步來看看其中的細節吧。
1、準備工作
1.1、創建測試數據庫
create?database?testQuery??
1.2、創建測試表
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;??
1.3、插入數據
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);??
1.4、最后想要的結果
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;??
現在開始SQL解析之旅吧!
2、FROM
當涉及多個表的時候，左邊表的輸出會作為右邊表的輸入，之后會生成一個虛擬表VT1。
2.1、(1-J1)笛卡爾積
計算兩個相關聯表的笛卡爾積(CROSS JOIN) ，生成虛擬表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)??
2.2、(1-J2)ON過濾
基于虛擬表VT1-J1這一個虛擬表進行過濾，過濾出所有滿足ON 謂詞條件的列，生成虛擬表VT1-J2。
注意：這里因為語法限制，使用了'WHERE'代替，從中讀者也可以感受到兩者之間微妙的關系;
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)??
2.3、(1-J3)添加外部列
如果使用了外連接(LEFT,RIGHT,FULL)，主表(保留表)中的不符合ON條件的列也會被加入到VT1-J2中，作為外部行，生成虛擬表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)??
下面從網上找到一張很形象的關于‘SQL JOINS'的解釋圖，如若侵犯了你的權益，請勞煩告知刪除，謝謝。
2、WHERE
對VT1過程中生成的臨時表進行過濾，滿足WHERE子句的列被插入到VT2表中。
注意：
此時因為分組，不能使用聚合運算;也不能使用SELECT中創建的別名;
與ON的區別：
如果有外部列，ON針對過濾的是關聯表，主表(保留表)會返回所有的列;
如果沒有添加外部列，兩者的效果是一樣的;
應用：
對主表的過濾應該放在WHERE;
對于關聯表，先條件查詢后連接則用ON，先連接后條件查詢則用WHERE;
mysql>?SELECT?????->?*?????->?FROM?????->?table1?AS?a?????->?LEFT?OUTER?JOIN?table2?AS?b?ON?a.uid?=?b.uid?????->?WHERE?????->?a.?NAME?=?'mike';?+-----+------+------+------+?|?uid?|?name?|?oid??|?uid??|?+-----+------+------+------+?|?aaa?|?mike?|????1?|?aaa??|?|?aaa?|?mike?|????2?|?aaa??|?|?ccc?|?mike?|????6?|?ccc??|?|?ddd?|?mike?|?NULL?|?NULL?|?+-----+------+------+------+?4?rows?in?set?(0.00?sec)??
3、GROUP BY
這個子句會把VT2中生成的表按照GROUP BY中的列進行分組。生成VT3表。
注意：
其后處理過程的語句，如SELECT,HAVING，所用到的列必須包含在GROUP BY中，對于沒有出現的，得用聚合函數;
原因：
GROUP BY改變了對表的引用，將其轉換為新的引用方式，能夠對其進行下一級邏輯操作的列會減少;
我的理解是：
根據分組字段，將具有相同分組字段的記錄歸并成一條記錄，因為每一個分組只能返回一條記錄，除非是被過濾掉了，而不在分組字段里面的字段可能會有多個值，多個值是無法放進一條記錄的，所以必須通過聚合函數將這些具有多值的列轉換成單值;
mysql>?SELECT?????->?*?????->?FROM?????->?table1?AS?a?????->?LEFT?OUTER?JOIN?table2?AS?b?ON?a.uid?=?b.uid?????->?WHERE?????->?a.?NAME?=?'mike'?????->?GROUP?BY?????->?a.uid;?+-----+------+------+------+?|?uid?|?name?|?oid??|?uid??|?+-----+------+------+------+?|?aaa?|?mike?|????1?|?aaa??|?|?ccc?|?mike?|????6?|?ccc??|?|?ddd?|?mike?|?NULL?|?NULL?|?+-----+------+------+------+?3?rows?in?set?(0.00?sec)??
4、HAVING
這個子句對VT3表中的不同的組進行過濾，只作用于分組后的數據，滿足HAVING條件的子句被加入到VT4表中。
mysql>?SELECT?????->?*?????->?FROM?????->?table1?AS?a?????->?LEFT?OUTER?JOIN?table2?AS?b?ON?a.uid?=?b.uid?????->?WHERE?????->?a.?NAME?=?'mike'?????->?GROUP?BY?????->?a.uid?????->?HAVING?????->?count(b.oid)?<?2;?+-----+------+------+------+?|?uid?|?name?|?oid??|?uid??|?+-----+------+------+------+?|?ccc?|?mike?|????6?|?ccc??|?|?ddd?|?mike?|?NULL?|?NULL?|?+-----+------+------+------+?2?rows?in?set?(0.00?sec)??
5、SELECT
這個子句對SELECT子句中的元素進行處理，生成VT5表。
(5-J1)計算表達式 計算SELECT 子句中的表達式，生成VT5-J1
(5-J2)DISTINCT
尋找VT5-1中的重復列，并刪掉，生成VT5-J2
如果在查詢中指定了DISTINCT子句，則會創建一張內存臨時表(如果內存放不下，就需要存放在硬盤了)。這張臨時表的表結構和上一步產生的虛擬表VT5是一樣的，不同的是對進行DISTINCT操作的列增加了一個唯一索引，以此來除重復數據。
mysql>?SELECT?????->?a.uid,?????->?count(b.oid)?AS?total?????->?FROM?????->?table1?AS?a?????->?LEFT?OUTER?JOIN?table2?AS?b?ON?a.uid?=?b.uid?????->?WHERE?????->?a.?NAME?=?'mike'?????->?GROUP?BY?????->?a.uid?????->?HAVING?????->?count(b.oid)?<?2;?+-----+-------+?|?uid?|?total?|?+-----+-------+?|?ccc?|?????1?|?|?ddd?|?????0?|?+-----+-------+?2?rows?in?set?(0.00?sec)??
6、ORDER BY
從VT5-J2中的表中，根據ORDER BY 子句的條件對結果進行排序，生成VT6表。
注意：
唯一可使用SELECT中別名的地方;
mysql>?SELECT?????->?a.uid,?????->?count(b.oid)?AS?total?????->?FROM?????->?table1?AS?a?????->?LEFT?OUTER?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;?+-----+-------+?|?uid?|?total?|?+-----+-------+?|?ccc?|?????1?|?|?ddd?|?????0?|?+-----+-------+?2?rows?in?set?(0.00?sec)??
7、LIMIT
LIMIT子句從上一步得到的VT6虛擬表中選出從指定位置開始的指定行數據。
注意：
offset和rows的正負帶來的影響;
當偏移量很大時效率是很低的，可以這么做：
采用子查詢的方式優化，在子查詢里先從索引獲取到最大id，然后倒序排，再取N行結果集
采用INNER JOIN優化，JOIN子句里也優先從索引獲取ID列表，然后直接關聯查詢獲得最終結果
mysql>?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;?+-----+-------+?|?uid?|?total?|?+-----+-------+?|?ccc?|?????1?|?+-----+-------+?1?row?in?set?(0.00?sec)??
至此SQL的解析之旅就結束了，上圖總結一下：
總結
以上是生活随笔為你收集整理的步步深入MySQL：架构-查询执行流程-SQL解析顺序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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