MySQL 运行机制

1. 运行机制图解

2. 运行过程

2.1 建立连接（Connectors & Connection Pool）

通过 客户端/服务器通信协议 与 MySQL 建立连接。MySQL 客户端与服务端的通信方式是“ 半双工 ”。对于每一个 MySQL 的连接，时刻都有一个线程状态来标识这个连接正在做什么。

通讯机制：

全双工：能同时发送和接收数据，例如平时打电话。
半双工：指的某一时刻，要么发送数据，要么接收数据，不能同时。例如早期对讲机
单工：只能发送数据或只能接收数据。例如单行道

线程状态：

show processlist; //查看用户正在运行的线程信息，root 用户能查看所有线程，其他用户只能看自己的

在这里插入图片描述

Id： 线程ID，可以使用 kill xx杀死当前线程；

image

User：启动这个线程的用户

Host：发送请求的客户端的IP和端口号

db：当前命令在哪个库执行

Command：该线程正在执行的操作命令

Create DB：正在创建库操作
Drop DB：正在删除库操作
Execute：正在执行一个PreparedStatement
Close Stmt：正在关闭一个PreparedStatement
Query：正在执行一个语句
Sleep：正在等待客户端发送语句
Quit：正在退出
Shutdown：正在关闭服务器

Time：表示该线程处于当前状态的时间，单位是秒

State：线程状态

Updating：正在搜索匹配记录，进行修改
Sleeping：正在等待客户端发送新请求
Starting：正在执行请求处理
Checking table：正在检查数据表
Closing table： 正在将表中数据刷新到磁盘中
Locked：被其他查询锁住了记录
Sending Data：正在处理Select查询，同时将结果发送给客户端

Info：一般记录线程执行的语句，默认显示前100个字符。

show full processlist; // 查看完整的线程执行语句

2.2 查询缓存（Cache & Buffer）

这是 MySQL 的一个可优化查询的地方，如果开启了查询缓存且在查询缓存过程中查询到完全相同的 SQL 语句，则将查询结果直接返回给客户端；如果没有开启查询缓存或者没有查询到完全相同的 SQL 语句则会由解析器进行语法语义解析，并生成“解析树”。

缓存 Select 查询的结果和 SQL 语句
执行 Select 查询时，先查询缓存，判断是否存在可用的记录集，要求完全相同（包括参数值），这样才会匹配缓存数据命中。
即使开启查询缓存，以下 SQL 也不能缓存
- 查询语句使用 SQL_NO_CACHE
- 查询的结果大于 query_cache_limit 设置
- 查询中有一些不确定的参数，比如 now()

show variables like '%query_cache%'; //查看查询缓存是否启用，空间大小，限制等

show status like 'Qcache%'; //查看更详细的缓存参数，可用缓存空间，缓存块，缓存多少等

2.3 解析器（Parser）

将客户端发送的 SQL 进行语法解析，生成 "解析树" 。预处理器根据一些 MySQL 规则进一步检查 “解析树” 是否合法，例如这里将检查数据表和数据列是否存在，还会解析名字和别名，看看它们是否有歧义，最后生成新的 “解析树” 。

2.4 查询优化器（Optimizer）

根据 “解析树” 生成最优的执行计划。MySQL 使用很多优化策略生成最
优的执行计划，可以分为两类：静态优化（编译时优化）、动态优化（运行时优化）。

等价变换策略

5 = 5 and a > 5 改成 a > 5
a < b and a = 5 改成 b > 5 and a = 5
基于联合索引，调整条件位置等

优化 count、min、max 等函数

InnoDB 引擎 min函数只需要找索引最左边
InnoDB 引擎 max 函数只需要找索引最右边
MyISAM 引擎 count(*)，不需要计算，直接返回

提前终止查询

使用了 limit 查询，获取 limit 所需的数据，就不在继续遍历后面数据

in 的优化

MySQL 对 in 查询，会先进行排序，再采用二分法查找数据。比如 where id in (2,1,3)，变成 where id in (1,2,3)

2.5 查询执行引擎

负责执行 SQL 语句，此时查询执行引擎会根据 SQL 语句中表的存储引擎类型，以及对应的 API 接口 与 底层存储引擎缓存 或者 物理文件 的交互，得到查询结果并返回给客户端。若开启查询缓存，这时会将 SQL 语句和结果完整地保存到查询缓存（Cache&Buffer）中，以后若有相同的 SQL 语句执行则直接返回结果。

如果开启了查询缓存，先将查询结果做缓存操作
返回结果过多，采用增量模式返回