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0x01：數(shù)據(jù)庫客戶端發(fā)送查詢SQL

? ? ? 客戶端將查詢的select sql，按照mysql通信協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)接受查詢sql，執(zhí)行sql前判斷要執(zhí)行的sql是否是查詢語句。

0x02：查詢緩存先行MySQL在開啟查詢緩存的情況下，首先會先在查詢緩存中查找該SQL是否完全匹配，如果完全匹配，驗證當(dāng)前用戶是否具備查詢權(quán)限，如果權(quán)限驗證通過，直接返回結(jié)果集給客戶端，該查詢也就完成了。如果不匹配繼續(xù)向下執(zhí)行。

緩存配置參數(shù)：

• query_cache_limit:?MySQL能夠緩存的最大結(jié)果，如果超出，則增加 Qcache_not_cached的值，并刪除查詢結(jié)果

• query_cache_min_res_unit: 分配內(nèi)存塊時的最小單位大小

• query_cache_size:?緩存使用的總內(nèi)存空間大小，單位是字節(jié)，這個值必須是1024的整數(shù)倍，否則MySQL實際分配可能跟這個數(shù)值不同(感覺這個應(yīng)該跟文件系統(tǒng)的blcok大小有關(guān))

• query_cache_type:?是否打開緩存?OFF?關(guān)閉 ；ON?總是打開

• query_cache_wlock_invalidate: 如果某個數(shù)據(jù)表被鎖住,是否仍然從緩存中返回數(shù)據(jù),默認(rèn)是OFF,表示仍然可以返回

0x03：語法分析器和查詢預(yù)處理器如果在查詢緩存中未匹配成功，則將語句交給分析器作語法分析。MySQL通過關(guān)鍵字將SQL語句進(jìn)行解析，并生成一棵對應(yīng)的“解析樹”。MySQL解析器將使用MySQL語法規(guī)則驗證和解析查詢，通過分析語法知道要查的內(nèi)容。這個步驟會對語法進(jìn)行檢驗，如果語法不對就會返回語法錯誤中斷查詢。否則，下一步預(yù)處理器會驗證權(quán)限。0x04：查詢優(yōu)化器

? ? ? 語法樹被認(rèn)為合法之后，由優(yōu)化器將其轉(zhuǎn)化為執(zhí)行計劃。一條查詢可以有很多種執(zhí)行方式，最后都返回相同的結(jié)果。優(yōu)化器的作用就是找到這其中最好的執(zhí)行計劃。

? ? ? MySQL使用基于成本的優(yōu)化器，它將嘗試預(yù)測一個查詢使用某種執(zhí)行計劃的成本，并選擇其中成本最小的一個。最初，成本的最小單位是隨機讀取一個4K數(shù)據(jù)頁的成本，后來成本計算公式變得更加復(fù)雜，并且引入了一些“因子”來估算某些操作的代價，如當(dāng)執(zhí)行一次where條件比較的成本?？梢酝ㄟ^查詢當(dāng)前會話的last_query_cost的值來得知MySQL計算的當(dāng)前查詢的成本。

有很多種原因會導(dǎo)致MySQL優(yōu)化器選擇錯誤的執(zhí)行計劃，比如：

1. 統(tǒng)計信息不準(zhǔn)確。

2. 執(zhí)行計劃中的成本估算不等同于實際的執(zhí)行計劃的成本。

3. MySQL的最優(yōu)可能與你想的最優(yōu)不一樣。

4. MySQL從不考慮其他并發(fā)的查詢，這可能會影響當(dāng)前查詢的速度。

5. MySQL也不是任何時候都是基于成本的優(yōu)化，有時候也會基于一些固定的規(guī)則。

6. MySQL不會考慮不受其控制的成本，例如執(zhí)行存儲過程或者用戶自定義的函數(shù)的成本。

? ? ? MySQL的查詢優(yōu)化使用了很多優(yōu)化策略來生成一個最優(yōu)的執(zhí)行的計劃。優(yōu)化策略可以分為兩種，靜態(tài)優(yōu)化和動態(tài)優(yōu)化。靜態(tài)優(yōu)化可以直接對解析樹進(jìn)行分析，并完成優(yōu)化。例如優(yōu)化器可以通過一些簡單的代數(shù)變換將where條件轉(zhuǎn)換成另一種等價形式。靜態(tài)優(yōu)化不依賴于特別的數(shù)值，如where條件中帶入的一些常數(shù)等。靜態(tài)優(yōu)化在第一次完成后就一直有效，即使使用不同的參數(shù)重復(fù)查詢也不會變化，可以認(rèn)為是一種“編譯時優(yōu)化”。

? ? ? 相反，動態(tài)優(yōu)化則和查詢的上下文有關(guān)。也可能和很多其他因素有關(guān)，例如where條件中的取值、索引中條目對應(yīng)的數(shù)據(jù)行數(shù)等，這些需要每次查詢的時候重新評估，可以認(rèn)為是“運行時優(yōu)化”。

下面是一些MySQL能夠處理的優(yōu)化類型：

1. 重新定義關(guān)聯(lián)表的順序

? ? ? 數(shù)據(jù)表的關(guān)聯(lián)并不總是按照在查詢中指定的順序進(jìn)行，決定關(guān)聯(lián)的順序是優(yōu)化器很重要的一部分功能。

2. 將外連接轉(zhuǎn)化成內(nèi)連接

? ? ? ?并不是所有的outer join語句都必須以外連接的方式執(zhí)行。諸多因素，例如where條件、庫表結(jié)構(gòu)都可能會讓外連接等價于一個內(nèi)連接。MySQL能夠識別這點并重寫查詢，讓其可以調(diào)整關(guān)聯(lián)順序。

3. 使用等價變換規(guī)則

? ? ? ?MySQL可以使用一些等價變換來簡化并規(guī)范表達(dá)式。它可以合并和減少一些比較，還可以移除一些恒成立和一些恒不成立的判斷。例如：(5=5 and a>5)將被改寫為a>5。類似的，如果有(a5 and b=c and a=5。

4. 優(yōu)化count()、min()和max()

? ? ? 索引和列是否為空通?？梢詭椭鶰ySQL優(yōu)化這類表達(dá)式。例如，要找到一列的最小值，只需要查詢對應(yīng)B-tree索引最左端的記錄，MySQL可以直接獲取索引的第一行記錄。在優(yōu)化器生成執(zhí)行計劃的時候就可以利用這一點，在B-tree索引中，優(yōu)化器會講這個表達(dá)式最為一個常數(shù)對待。類似的，如果要查找一個最大值，也只需要讀取B-tree索引的最后一個記錄。如果MySQL使用了這種類型的優(yōu)化，那么在explain中就可以看到“select tables optimized away”。從字面意思可以看出，它表示優(yōu)化器已經(jīng)從執(zhí)行計劃中移除了該表，并以一個常數(shù)取而代之。

? ? ? ?類似的，沒有任何where條件的count(*)查詢通常也可以使用存儲引擎提供的一些優(yōu)化，例如，MyISAM維護(hù)了一個變量來存放數(shù)據(jù)表的行數(shù)。

5. 預(yù)估并轉(zhuǎn)化為常數(shù)表達(dá)式

6. 覆蓋索引掃描

? ? ? ?當(dāng)索引中的列包含所有查詢中需要使用的列的時候，MySQL就可以使用索引返回需要的數(shù)據(jù)，而無需查詢對應(yīng)的數(shù)據(jù)行。

7. 子查詢優(yōu)化

? ? ? MySQL在某些情況下可以將子查詢轉(zhuǎn)換成一種效率更高的形式，從而減少多個查詢多次對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。

8. 提前終止查詢

? ? ? 在發(fā)現(xiàn)已經(jīng)滿足查詢需求的時候，MySQL總是能夠立即終止查詢。一個典型的例子就是當(dāng)使用了limit子句的時候。除此之外，MySQL還有幾種情況也會提前終止查詢，例如發(fā)現(xiàn)了一個不成立的條件，這時MySQL可以立即返回一個空結(jié)果。

上面的例子可以看出，查詢在優(yōu)化階段就已經(jīng)終止。

9. 等值傳播

10. 列表in()的比較

? ? ? 在很多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，in()完全等同于多個or條件的字句，因為這兩者是完全等價的。在MySQL中這點是不成立的，MySQL將in()列表中的數(shù)據(jù)先進(jìn)行排序，然后通過二分查找的方式來確定列表中的值是否滿足條件，這是一個o(log n)復(fù)雜度的操作，等價轉(zhuǎn)換成or的查詢的復(fù)雜度為o(n)，對于in()列表中有大量取值的時候，MySQL的處理速度會更快。

0x05：查詢執(zhí)行器

? ? ? ?在解析和優(yōu)化階段，MySQL將生成查詢對應(yīng)的執(zhí)行計劃，MySQL的查詢執(zhí)行引擎則根據(jù)這個執(zhí)行計劃來完成整個查詢。這里執(zhí)行計劃是一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不是和很多其他的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫那樣會生成對應(yīng)的字節(jié)碼。

? ? ? ?相對于查詢優(yōu)化階段，查詢執(zhí)行階段不是那么復(fù)雜：MySQL只是簡單的根據(jù)執(zhí)行計劃給出的指令逐步執(zhí)行。在根據(jù)執(zhí)行計劃逐步執(zhí)行的過程中，有大量的操作需要通過調(diào)用存儲引擎實現(xiàn)的接口來完成，這些接口就是我們稱為“handler API”的接口。實際上，MySQL在優(yōu)化階段就為每個表創(chuàng)建了一個handler實例，優(yōu)化器根據(jù)這些實例的接口可以獲取表的相關(guān)信息，包括表的所有列名、索引統(tǒng)計信息等。

? ? ?最后，交給執(zhí)行器去具體執(zhí)行該查詢語句。執(zhí)行器開始執(zhí)行后，會逐漸將數(shù)據(jù)保存到結(jié)果集中，同時會逐步將數(shù)據(jù)緩存到查詢緩存中，最終將結(jié)果集返回給客戶端。

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