一、相关问题

1. SQL语句是如何被MySQL解析和分析的?
2. MySQL是如何为SQL语句生成最优的执行计划的?
3. 执行计划的各个步骤是如何一步步执行的?
4. MySQL是如何访问存储引擎得到数据的？
5. MySQL是如何将查询结果返回给客户端的?
6. MySQL是如何处理事务的？

参考回答：

• 首先执行器根据 MySQL 的执行计划来查询数据，先是从缓存池中查询数据，如果没有就会去数据库中查询，如果查询到了就将其放到缓存池中
• 在数据被缓存到缓存池的同时，会写入 undo log 日志文件
• 更新的动作是在 BufferPool 中完成的，同时会将更新后的数据添加到 redo log buffer 中
• 完成以后就可以提交事务，在提交的同时会做以下三件事
  • 将redo log buffer中的数据刷入到 redo log 文件中
  • 将本次操作记录写入到 bin log文件中
  • 将 bin log 文件名字和更新内容在 bin log 中的位置记录到redo log中，同时在 redo log 最后添加 commit 标记

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著作权归@pdai所有 原文链接：https://pdai.tech/md/db/sql-mysql/sql-mysql-execute.html

二、过程详解：

1.系统和数据库的连接

Mysql驱动在底层做数据库的连接，只有建立了连接，才能进行交互。一次SQL请求就会建立一个连接，多个请求就会建立多个连接，而web系统一般都是部署在tomcat容器中的，tomcat是可以并发处理多个请求的，这就会导致多个请求会去建立多个连接，再关闭，会大大降低系统的性能，因此采用数据库连接池进行连接。业务系统是并发的，因此系统和MySQL的架构体系中也已经提供了数据库连接池，双方都是通过数据库连接池来管理各个连接。【好处：线程之间不需要争抢，不需要反复放入创建和销毁连接。】

数据库连接池：维护一定的连接数，方便系统获取连接，使用时就去池子中获取，用完就放回去。不必关心连接的创建与销毁，也不必关心线程池如何维护连接。

网络中的连接都是由线程来处理的，对于 SQL 语句的请求在 MySQL 中是由一个个的线程去处理的。MySQL 中处理请求的线程在获取到请求以后获取 SQL 语句去交给 SQL 接口去处理。

2.查询、解析、优化、执行

查询(Query)

• 这是SQL语句真正执行查询的核心阶段。
• MySQL会根据之前生成的执行计划,调用存储引擎执行具体的查询操作。
• 存储引擎会根据索引或全表扫描等方式访问数据页,并返回匹配的数据行

解析(Parse)

• 解析器会将SQL接口传递过来的SQL语句进行解析。
• 会先对SQL语句进行语法分析和验证,确保语句符合SQL标准。
• 这个阶段会生成一个抽象语法树(AST)作为内部表示。

优化(Optimize)

• MySQL的优化器会分析AST,结合统计信息选择最优的执行计划。
• 优化器会考虑索引、表连接顺序、子查询等因素进行优化,选择成本最低的执行方案。
• 可以使用EXPLAIN命令查看MySQL选择的执行计划。

执行(Execute)

• 根据优化器生成的执行计划,MySQL会调用存储引擎执行具体的查询操作。
• 这个阶段就是实际执行查询、返回结果集的过程。
• MySQL会监控SQL语句的执行情况,可以通过SHOW PROCESSLIST查看当前正在执行的语句

3.存储引擎

执行 SQL 的时候 SQL 语句对应的数据一般加载到内存中，这块内存就是 InnoDB 中一个非常重要的组件：缓冲池 Buffer Pool【Buffer Pool （缓冲池）是 InnoDB 存储引擎中非常重要的内存结构，顾名思义，缓冲池其实就是类似 Redis 一样的作用，起到一个缓存的作用】

SQL 语句的执行步骤

• innodb 存储引擎会在缓冲池中查找 id=1 的这条数据是否存在
• 发现不存在，那么就会去磁盘中加载，并将其存放在缓冲池中
• 该条记录会被加上一个独占锁

undo 日志文件：记录数据被修改前的样子

redo 日志文件：记录数据被修改后的样子

【redo 日志文件是 InnoDB 特有的，他是存储引擎级别的，不是 MySQL 级别的】

MySQL 的执行器调用存储引擎的过程：

• 准备更新一条 SQL 语句
• MySQL（innodb）会先去缓冲池（BufferPool）中去查找这条数据，没找到就会去磁盘中查找，如果查找到就会将这条数据加载到缓冲池（BufferPool）中
• 在加载到 Buffer Pool 的同时，会将这条数据的原始记录保存到 undo 日志文件中
• innodb 会在 Buffer Pool 中执行更新操作
• 更新后的数据会记录在 redo log buffer 中
• MySQL 提交事务的时候，会将 redo log buffer 中的数据写入到 redo 日志文件中 刷磁盘可以通过 innodb_flush_log_at_trx_commit 参数来设置
  • 值为 0 表示不刷入磁盘
  • 值为 1 表示立即刷入磁盘
  • 值为 2 表示先刷到 os cache
• myslq 重启的时候会将 redo 日志恢复到缓冲池中

参考博文：MySQL - 一条 SQL 的执行过程详解 | Java 全栈知识体系