MySQL知识学习06(SQL语句在MySQL中的执行过程)

1、MySQL 基本架构概览

下图是 MySQL 的一个简要架构图,从下图可以很清晰的看到用户的 SQL 语句在 MySQL 内部是如何执行的。

先简单介绍一下下图涉及的一些组件的基本作用帮助大家理解这幅图

  • 连接器: 身份认证和权限相关(登录 MySQL 的时候)。
  • 查询缓存: 执行查询语句的时候,会先查询缓存(MySQL 8.0 版本后移除,因为这个功能不太实用)。
  • 分析器: 没有命中缓存的话,SQL 语句就会经过分析器,分析器说白了就是要先看你的 SQL 语句要干嘛,再检查你的 SQL 语句语法是否正确
  • 优化器: 按照 MySQL 认为最优的方案去执行。
  • 执行器: 执行语句,然后从存储引擎返回数据。

在这里插入图片描述

简单来说 MySQL 主要分为 Server 层和存储引擎层:

  • Server 层:主要包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等,所有跨存储引擎的功能都在这一层实现,比如存储过程、触发器、视图,函数等,还有一个通用的日志模块 binlog 日志模块。
  • 存储引擎: 主要负责数据的存储和读取,采用可以替换的插件式架构,支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎,其中 InnoDB 引擎有自有的日志模块 redolog 模块。现在最常用的存储引擎是 InnoDB,它从 MySQL 5.5 版本开始就被当做默认存储引擎了。

2、Server 层基本组件介绍

1) 连接器

连接器主要和身份认证权限相关的功能相关,就好比一个级别很高的门卫一样。

主要负责用户登录数据库,进行用户的身份认证,包括校验账户密码,权限等操作,如果用户账户密码已通过,连接器会到权限表中查询该用户的所有权限,之后在这个连接里的权限逻辑判断都是会依赖此时读取到的权限数据,也就是说,后续只要这个连接不断开,即使管理员修改了该用户的权限,该用户也是不受影响的

2) 查询缓存(MySQL 8.0 版本后移除)

查询缓存主要用来缓存我们所执行的 SELECT 语句以及该语句的结果集

连接建立后,执行查询语句的时候,会先查询缓存,MySQL 会先校验这个 SQL 是否执行过,以 Key-Value 的形式缓存在内存中,Key 是查询预计,Value 是结果集。如果缓存 key 被命中,就会直接返回给客户端,如果没有命中,就会执行后续的操作,完成后也会把结果缓存起来,方便下一次调用。当然在真正执行缓存查询的时候还是会校验用户的权限,是否有该表的查询条件。

MySQL 查询不建议使用缓存,因为查询缓存失效在实际业务场景中可能会非常频繁,假如你对一个表更新的话,这个表上的所有的查询缓存都会被清空。对于不经常更新的数据来说,使用缓存还是可以的。

所以,一般在大多数情况下我们都是不推荐去使用查询缓存的。

MySQL 8.0 版本后删除了缓存的功能,官方也是认为该功能在实际的应用场景比较少,所以干脆直接删掉了。

3) 分析器

MySQL 没有命中缓存,那么就会进入分析器,分析器主要是用来分析 SQL 语句是来干嘛的,分析器也会分为几步:

第一步,词法分析,一条 SQL 语句有多个字符串组成,首先要提取关键字,比如 select,提出查询的表,提出字段名,提出查询条件等等。做完这些操作后,就会进入第二步。

第二步,语法分析,主要就是判断你输入的 SQL 是否正确,是否符合 MySQL 的语法。

完成这 2 步之后,MySQL 就准备开始执行了,但是如何执行,怎么执行是最好的结果呢?这个时候就需要优化器上场了。

4) 优化器

优化器的作用就是它认为的最优的执行方案去执行(有时候可能也不是最优),比如多个索引的时候该如何选择索引,多表查询的时候如何选择关联顺序等。

可以说,经过了优化器之后可以说这个语句具体该如何执行就已经定下来。

5) 执行器

当选择了执行方案后,MySQL 就准备开始执行了,首先执行前会校验该用户有没有权限,如果没有权限,就会返回错误信息,如果有权限,就会去调用引擎的接口,返回接口执行的结果。

3、语句分析

3.1 查询语句

说了以上这么多,那么究竟一条 SQL 语句是如何执行的呢?其实我们的 SQL 可以分为两种,一种是查询,一种是更新(增加,修改,删除)。

我们先分析下查询语句,语句如下:

select * from tb_student  A where A.age='18' and A.name=' 张三 ';

结合上面的说明,我们分析下这个语句的执行流程:

  • 先检查该语句是否有权限,如果没有权限,直接返回错误信息,如果有权限,在 MySQL8.0 版本以前,会先查询缓存,以这条 SQL 语句为 key 在内存中查询是否有结果,如果有直接缓存,如果没有,执行下一步。
  • 通过分析器进行词法分析,提取 SQL 语句的关键元素,比如提取上面这个语句是查询 select,提取需要查询的表名为 tb_student,需要查询所有的列,查询条件是这个表的 id=‘1’。然后判断这个 SQL 语句是否有语法错误,比如关键词是否正确等等,如果检查没问题就执行下一步。
  • 接下来就是优化器进行确定执行方案,上面的 SQL 语句,可以有两种执行方案:

a.先查询学生表中姓名为“张三”的学生,然后判断是否年龄是 18。

b.先找出学生中年龄 18 岁的学生,然后再查询姓名为“张三”的学生。

那么优化器根据自己的优化算法进行选择执行效率最好的一个方案(优化器认为,有时候不一定最好)。那么确认了执行计划后就准备开始执行了。

  • 进行权限校验,如果没有权限就会返回错误信息,如果有权限就会调用数据库引擎接口,返回引擎的执行结果。

2.2 更新语句

以上就是一条查询 SQL 的执行流程,那么接下来我们看看一条更新语句如何执行的呢?

SQL 语句如下:

update tb_student A set A.age='19' where A.name=' 张三 ';

我们来给张三修改下年龄,在实际数据库肯定不会设置年龄这个字段的,不然要被技术负责人打的。

其实这条语句也基本上会沿着上一个查询的流程走,只不过执行更新的时候肯定要记录日志啦,这就会引入日志模块了,MySQL 自带的日志模块是 binlog(归档日志) ,所有的存储引擎都可以使用,我们常用的 InnoDB 引擎还自带了一个日志模块 redo log(重做日志)。

我们就以 InnoDB 模式下来探讨这个语句的执行流程。流程如下:

  • 先查询到张三这一条数据,如果有缓存,也是会用到缓存。
  • 然后拿到查询的语句,把 age 改为 19,然后调用引擎 API 接口,写入这一行数据,InnoDB 引擎把数据保存在内存中,同时记录 redo log,此时 redo log 进入 prepare 状态,然后告诉执行器,执行完成了,随时可以提交。
  • 执行器收到通知后记录 binlog,然后调用引擎接口,提交 redo log 为提交状态
  • 更新完成。

这里肯定有同学会问,为什么要用两个日志模块,用一个日志模块不行吗?

这是因为最开始 MySQL 并没有 InnoDB 引擎(InnoDB 引擎是其他公司以插件形式插入 MySQL 的),MySQL 自带的引擎是 MyISAM,但是我们知道 redo log 是 InnoDB 引擎特有的,其他存储引擎都没有,这就导致会没有 crash-safe 的能力(crash-safe 的能力即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失),binlog 日志只能用来归档。

并不是说只用一个日志模块不可以,只是 InnoDB 引擎就是通过 redo log 来支持事务的。

那么,又会有同学问,我用两个日志模块,但是不要这么复杂行不行,为什么 redo log 要引入 prepare 预提交状态?这里我们用反证法来说明下为什么要这么做?

  • 先写 redo log 直接提交,然后写 binlog,假设写完 redo log 后,机器挂了,binlog 日志没有被写入,那么机器重启后,这台机器会通过 redo log 恢复数据,但是这个时候 binlog 并没有记录该数据,后续进行机器备份的时候,就会丢失这一条数据,同时主从同步也会丢失这一条数据。
  • 先写 binlog,然后写 redo log,假设写完了 binlog,机器异常重启了,由于没有 redo log,本机是无法恢复这一条记录的,但是 binlog 又有记录,那么和上面同样的道理,就会产生数据不一致的情况。

如果采用 redo log 两阶段提交的方式就不一样了,写完 binlog 后,然后再提交 redo log 就会防止出现上述的问题,从而保证了数据的一致性。

那么问题来了,有没有一个极端的情况呢?假设 redo log 处于预提交状态,binlog 也已经写完了,这个时候发生了异常重启会怎么样呢?

这个就要依赖于 MySQL 的处理机制了,MySQL 的处理过程如下:

  • 判断 redo log 是否完整,如果判断是完整的,就立即提交。
  • 如果 redo log 只是预提交但不是 commit 状态,这个时候就会去判断 binlog 是否完整,如果完整就提交 redo log, 不完整就回滚事务。这样就解决了数据一致性的问题。

4、总结

  • MySQL 主要分为 Server 层和引擎层。
  • Server 层主要包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器,同时还有一个日志模块(binlog),这个日志模块所有执行引擎都可以共用,redolog 只有 InnoDB 有。
  • 引擎层是插件式的,目前主要包括,MyISAM,InnoDB,Memory 等。
  • 查询语句的执行流程如下:权限校验(如果命中缓存)—>查询缓存—>分析器—>优化器—>权限校验—>执行器—>引擎
  • 更新语句执行流程如下:分析器---->权限校验---->执行器—>引擎—redo log(prepare 状态)—>binlog—>redo log(commit 状态)

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/17902.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Java设计模式-代理模式

简介 代理模式是一种结构型设计模式,它可以让我们通过一个代理对象来访问一个真实的目标对象,从而实现对目标对象的功能扩展或保护。代理模式的主要角色有三个: 抽象主题(Subject):定义了真实主题和代理主…

【Mybatis】增删改查

1.添加相应的jar包 2.创建持久化类 在src目录下创建一个名为com.mybatis.po的包 创建持久化类MyUser,包含三个属性(uid,uname,usex) package com.mybatis.po; /***springtest数据库中user表的持久化类*/ public class MyUser {private Integer uid;//主键private…

OpenGL(六)——坐标系统

目录 一、前言 二、空间系 2.1 局部空间 2.2 世界空间 2.3 观察空间 2.4裁剪空间 2.5 正射投影 2.6 透视投影 2.7 屏幕空间 三、透视箱子 3.1 创建模型矩阵 3.2 创建观察矩阵 3.3 创建透视投影矩阵 3.4 修改顶点着色器 3.5 传递变换矩阵 四、旋转的箱子 五、好…

[Gitops--10]微服务项目部署流水线编写

微服务项目部署流水线编写 1. 部署环境说明 序号管理地址作用1192.168.31.199GitLab2192.168.31.104Harbor3192.168.31.131kubesphere 1.1 GitLab 1.2 流水线 1.2.1 创建流水线 1.2.2 创建凭证 1.2.3 创建kubeconfig凭证 这里需要注意的是,config中如果使用的是域名,那么需…

BetaFlight统一硬件配置文件研读之serial命令

BetaFlight统一硬件配置文件研读之serial命令 1. 源由2. 代码分析3. 实例分析4. 配置情况5. 参考资料 统一硬件配置文件的设计是一种非常好的设计模式,可以将硬件和软件的工作进行解耦。 1. 源由 cli命令中serial是对UART串口的配置,通常情况下BetaFli…

Redo log详解

WAL(Write-Ahead Logging)机制 WAL 的全称是 Write-Ahead Logging,中文称预写式日志(日志先行),是一种数据安全写入机制。就是先写日志,然后再写入磁盘,这样既能提高性能又可以保证数据的安全性。Mysql中的…

基于Python的PROSAIL模型介绍以及使用

1、介绍 PROSAIL是两种模型耦合得到的。 SAIL是冠层尺度的辐射传输模型,把冠层假设成是连续的且具有给定几何形状和密度的水平均匀分布的介质层,从而模拟入射辐射与均匀介质之间的相互作用,具体还是挺复杂的。而PROSPECT就是叶片尺度的辐射传…

Kafka知识概况

Kafka知识概况 Kafka简介Kafka 生产者Kafka BrokerKafka 消费者Kafka-Eagle 监控Kafka-Kraft 模式集成 SpringBoot Kafka简介 消息队列简介: 目 前企业中比较常见的消息队列产 品主 要有 Kafka、ActiveMQ 、RabbitMQ 、RocketMQ 等。在大数据场景主要采用 Kafka 作…

vmware虚拟机安装k8s(之前已经安装过docker)

1、安装开始 先执行:curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add 再执行更改源:echo "deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt kubernetes-xenial main" >> /etc/apt/sources.list …

redis分布式锁

文章目录 锁的种类一个靠谱分布式锁需要具备的条件和刚需独占性高可用防死锁不乱抢重入性 如何一步一步实现一个完备的分布式锁单机版加锁Redis分布式锁setnx宕机与过期 防死锁防止误删key的问题lua脚本保证原子性 hsetnx 可重入锁简单工厂模式RedisDistributeLockDistributed…

阿里云服务器购买教程(新手入门指南)

阿里云服务器ECS选购指南,阿里云百科分享2023阿里云服务器新手选择流程,选购云服务器有两个入口,一个是选择活动机,只需要选择云服务器地域、系统、带宽即可;另一个是在云服务器页面,自定义选择云服务器配置…

mac下用git客户端生成ssh秘钥并配置到souretree进行使用

一、使用git 生成 ssh 密钥 1、Mac 安装 git 客户端 打开终端,执行命令: $ brew install git2、执行命令 $ git config --global user.name "xxx" 你自己的名字 $ git config --global user.email "xxxxxx.com&q…

深度学习的环境搭建(window+pytorch)

1.检查是否安装CUDA CUDA(Compute Unified Device Architecture)是由 NVIDIA 推出的一种并行计算平台和编程模型,用于利用 NVIDIA GPU(Graphics Processing Unit)的强大计算能力进行高性能计算任务。CUDA 的主要特点是…

App违反Google数据安全政策,解决方案

前言 google隐私政策阶段性会进行更新,时长关注隐私政策变化,避免app被强制下架,影响后续运营工作。 邮件内容 摘录邮件详情 我们在以下区域发现了问题: SPLIT_BUNDLE 2:政策声明,数据安全部分:“https:…

大数据企业应用合作解决方案案例

打造产教融合的就业育人的综合服务平台,给予十余年的数据智能产业实践经验,专注于大数据和人工智能方向。 目前合作的企业案例包括:信访大数据平台解决方案、工业废水处理解决方案、找齐远程监控解决方案、道路运输安全、广电用户服务大数据解…

清洁赛道新势力,米博凭“减法”突围?

在五四青年节这个特殊的日子,方太旗下的高端智能清洁品牌“米博”发布了新一代无滚布洗地机7系列。 5月4日晚,米博以“减法生活,净请7代”为主题,举办了新品发布会。在发布会上,从小红书翻红的董洁作为方太集团米博产…

Windows命令提示行使用指南一

命令提示行使用指南 前言一、起源和发展二、和DOS的关系三、常用命令 前言 cmd 是 Windows 操作系统中的命令行界面(CLI),也称为命令提示符(CMD)或批处理文件。它是 Windows 命令行界面的主要组成部分,用于…

ASK,FSK和PSK

一、ASK,FSK和PSK 数字信号只有有限个离散值,使用数字信号对载波进行调制的方式称为键控(Keying),分为幅度键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现,在数字信…

八、(了解即可)MyBatis懒加载(或者叫延迟加载)

文章目录 八、懒加载(了解即可)8.1 为啥需要懒加载?8.2 懒加载是什么?8.3 开启方式8.4 既然fetchType可以控制懒加载那么我仅仅配置fetchType不配置全局的可以吗?8.5 aggressiveLazyLoading是做什么么的?8.6 注意点8.7 案例验证懒加载准备工…

自学Python必须知道的优秀社区

国内学习Python网站: 知乎学习平台:Python - 基础入门 - 知学堂黑马程序员视频库:大数据学习路线2023版-黑马程序员大数据学习路线图菜鸟教程:菜鸟教程 - 学的不仅是技术,更是梦想!极客学院:极…
最新文章