文章目录

• 1. 逻辑架构剖析
• • 1.1 服务器处理客户端请求
  • 1.2 Connectors
  • 1.3 第 1 层：连接层
  • 1.4 第 2 层：服务层
  • 1.5 第 3 层：引擎层
  • 1.6 存储层
  • 1.7 小结
• 2. SQL 执行流程
• • 2.1 MySQL 中的 SQL执行流程
  • • 2.1.1 查询缓存
    • 2.1.2 解析器
    • 2.1.3 优化器
    • 2.1.4 执行器
  • 2.2 MySQL8中SQL执行原理
  • • 2.2.1. 确认profiling是否开启
    • 2.2.2.多次执行相同SQL查询
    • 2.2.3.查看profiles
    • 2.2.4.查看profile
  • 2.3 MySQL5.7中SQL执行原理
  • • 2.3.1.配置文件中开启查询缓存
    • 2.3.2.重启Mysql服务
    • 2.3.3.开启查询计划
    • 2.3.4.执行语句两次
    • 2.3.5.查看profiles
    • 2.3.6.查看profile
  • 2.4 SQL语法顺序
  • 2.5 Oracle中的SQL执行流程(了解)
• 3. 数据库缓冲池（buffer pool）
• • 3.1 缓冲池 vs 查询缓存
  • • 3.1.1 缓冲池（Buffer Pool）
    • 3.1.2 查询缓存
  • 3.2 缓冲池如何读取数据
  • 3.3 查看/设置缓冲池的大小
  • 3.4 多个Buffer Pool实例
  • 3.5 引申问题

1. 逻辑架构剖析

1.1 服务器处理客户端请求

首先MySQL是典型的C/S架构，即 架构‘ ， 服务器端程序使用的mysqld。

不论客户端进程和服务器进程是采用哪种方式进行通信，最后实现的效果都是:客户端进程向服务器进程发送一段文本(SQL语句) ,服务器进程处理后再向客户端进程发送一段文本(处理结果)

那服务器进程对客户端进程发送的请求做了什么处理，才能产生最后的处理结果呢里以查询请求为例展示：

分析

连接收到请求后，必须要分配给一个线程专门与这个客户端的交互。所以还会有个线程池，去走后面的流程。每一个连接从线程池中获取线程，省去了创建和销毁线程的开销。

这些内容我们都归纳到的连接管理组件中。

所以连接管理的职责是负责认证、管理连接、获取权限信息。

1.4 第 2 层：服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口， 并完成缓存的查询，SQL的分析和优化及部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如过程、函数等。

在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化：如确定查询表的顺序，是否利用索引等，最后生成相应的执行操作。

如果是SELECT语句，服务器还会查询内部的缓存。如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

• SQL Interface：SQL接口

  • 接收用户的 SQL 命令，并且返回用户需要查询的结果。比如 就是调用 SQL Interface
  • MySQL 支持 DML（数据操作语言）、DDL（数据定义语言）、存储过程、视图、触发器、自定义函数等多种 SQL 语言接口

• Parser：解析器

  • 在解析器中对 SQL 语句进行语法分析、语义分析。将 SQL 语句分解成数据结构，并将这个结构传递到后续步骤，以后 SQL 语句的传递和处理就是基于这个结构的。如果在分解构成中遇到错误，那么就说明这个 SQL 语句是不合理的。
  • 在 SQL 命令传递到解析器的时候会被解析器验证和解析，并为其创建 ，并根据数据字典丰富查询语法树，会 。创建好语法树后，MySQL 还会对 SQL 查询进行语法上的优化，进行查询重写。

• Optimizer：查询优化器

  • SQL 语句在语法解析之后、查询之前会使用查询优化器确定 SQL 语句的执行路径，生成一个 。

  • 这个执行计划表明应该 进行查询（全表检索还是使用索引检索），表之间的连接顺序如何，最后会按照执行计划中的步骤调用存储引擎提供的方法来真正的执行查询，并将查询结果返回给用户。

  • 它使用“ ”策略进行查询。例如:

    这个 SELECT 查询先根据 WHERE 语句进行选取 ，而不是将表全部查询出来以后再进行 gender 过滤。 这个 SELECT 查询先根据 id 和 name 进行属性投影 ，而不是将属性全部取出以后再进行过滤，将这两个查询条件 连接起来生成最终查询结果。

• Caches & Buffers: 查询缓存组件

  • MySQL内部维持着一些 Cache 和 Buffer，比如 Query Cache 用来缓存一条 SELECT 语句的执行结果，如果能够在其中找到对应的查询结果，那么就不必再进行查询解析、优化和执行的整个过程了，直接将结果反馈给客户端。
  • 这个缓存机制是由一系列小缓存组成的。比如表缓存，记录缓存，key缓存，权限缓存等 。
  • 这个查询缓存可以在 。
  • 从 MySQL 5.7.20 开始，不推荐使用查询缓存，并在 。

1.5 第 3 层：引擎层

和其它数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用，主要体现在存储引擎的架构上，插件式的存储引擎架构将查询处理和其它的系统任务以及数据的存储提取相分离。这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。同时开源的 MySQL还允许开发人员设置自己的存储引擎。

这种高效的模块化架构为那些希望专门针对特定应用程序需求(例如数据仓库、事务处理或高可用性情况)的人提供了巨大的好处，同时享受使用一组独立于任何接口和服务的优势存储引擎。

插件式存储引擎层（Storage Engines），真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，对物理服务器级别维护的底层数据执行操作 ，服务器通过 API 与存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有的功能不同，这样我们可以根据自己的实际需要进行选取。

MySQL 8.0.25 默认支持的存储引擎如下:

简化为三层结构：

1. 连接层：客户端和服务器端建立连接，客户端发送 SQL 至服务器端;
2. SQL 层（服务层）：对 SQL 语句进行查询处理；与数据库文件的存储方式无关;
3. 存储引擎层：与数据库文件打交道，负责数据的存储和读取。

2. SQL 执行流程

2.1 MySQL 中的 SQL执行流程

MySQL的查询流程:

• ：表示查询缓存中还有多少剩余的blocks,如果该值显示较大,则说明查询缓存中的过多了，可能在一定的时间进行整理。
• ：查询缓存的内存大小，通过这个参数可以很清晰的知道当前系统的查询内存是否够用，是多了，还是不够用，DBA可以根据实际情况做出调整。
• ：表示有多少次命中缓存。我们主要可以通过该值来验证我们的查询缓存的效果。数字越大，缓存效果越理想。
• ：表示多少次未命中然后插入，意思是新来的SQL请求在缓存中未找到，不得不执行查询处理,执行查询处理后把结果insert到查询缓存中。这样的情况的次数越多，表示查询缓存应用到的比较少，效果也就不理想。当然系统刚启动后，查询缓存是空的，这很正常。
• ：该参数记录有多少条查询因为内存不足而被移除出查询缓存。通过这个值，用户可以适当的调整缓存大小。
• ：表示因为query_cache_type的设置而没有被缓存的查询数量。
• ：当前缓存中。
• ：当前缓存的block数量。

2.1.2 解析器

在解析器中对 SQL 语句进行语法分析、语义分析。

下图是SQL词法分析的过程步骤：

在执行之前需要判断该用户是否具备权限 。如果没有，就会返回权限错误。如果具备权限，就执行 SQL 查询并返回结果。在 MySQL 8.0 以下的版本，如果设置了查询缓存，这时会将查询结果进行缓存。

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，调用存储引擎API对表进行的读写。存储引擎API只是抽象接口，下面还有个存储引擎层，具体实现还是要看表选择的存储引擎。

2.2 MySQL8中SQL执行原理

前面的结构图很复杂，我们需要抓取最核心的部分: SQL的执行原理。不同的DBMS的SQL的执行原理是相通的，只是在不同的软件中，各有各的实现路径。

既然一条SQL语句会经历不同的模块,那我们就来看下，在不同的模块中，SQL 执行所使用的资源(时间)是怎样的。如何在MySQL中对一条SQL语句的执行时间进行分析。

2.2.1. 确认profiling是否开启

了解查询语句底层执行的过程： 或者查看是否开启计划。开启它可以让MySQL收集在SQL执行时所使用的资源情况，命令如下：

2.2.4.查看profile

2.3.6.查看profile

结论不言而喻.执行编号10时,比执行编号9时少了很多信息,从截图中可以看出查询语句直接从缓存中获取数据 .

• 注意1：SQL必须时一致的,否则,不能命中缓存.

例如：

来源：爱编程的大李子