此篇極客時間專欄《MySQL實戰45講》筆記，文中部分圖文來自該專欄。
MySQL的執行流程示意圖：
大體來說，MySQL可以分為Server層和存儲引擎層兩部分。
Server層包括連接配接器、查詢緩存、分析器、優化器、執行器等，涵蓋MySQL的大多數核心服務功能，以及所有的内置函數（如日期、時間、數學和加密函數等），所有跨存儲引擎的功能都在這一層實作，比如存儲過程、觸發器、視圖等。
而存儲引擎層負責資料的存儲和提取，常見的有InnoDB、MyISAM、Memory等多個存儲引擎。現在最常用的存儲引擎是InnoDB，從MySQL 5.5.5版本開始它成為了預設存儲引擎。
從圖中不難看出，不同的存儲引擎共用一個Server層，也就是從連接配接器到執行器的部分。
我們依次看下每個元件的作用。
連接配接器
連接配接器負責跟用戶端建立連接配接、擷取權限、維持和管理連接配接。連接配接指令一般是這麼寫的：
mysql -h $ip -P $port -u $user -p
輸完指令之後，你就需要在互動對話裡面輸入密碼。
連接配接完成後，如果你沒有後續的動作，這個連接配接就處于空閑狀态，你可以在
show processlist
指令中看到它。
如果使用者名或密碼不對，你就會收到一個”Access denied for user”的錯誤，然後用戶端程式結束執行。
如果使用者名密碼認證通過，連接配接器會到權限表裡面查出你擁有的權限。之後，這個連接配接裡面的權限判斷邏輯，都将依賴于此時讀到的權限。
這就意味着，一個使用者成功建立連接配接後，即使你用管理者賬号對這個使用者的權限做了修改，也不會影響已經存在連接配接的權限。修改完成後，隻有再建立的連接配接才會使用新的權限設定。
用戶端如果太長時間沒動靜，連接配接器就會自動将它斷開。這個時間是由參數wait_timeout控制的，預設值是8小時。
如果在連接配接被斷開之後，用戶端再次發送請求的話，就會收到一個錯誤提醒： Lost connection to MySQL server during query。這時候如果你要繼續，就需要進行重連操作，然後再執行請求。
連接配接注意點：
- 長連接配接是指連接配接成功後，如果用戶端持續有請求，則一直使用同一個連接配接。
- 短連接配接則是指每次執行完很少的幾次查詢就斷開連接配接，下次查詢再重建立立一個。
建立連接配接的過程通常是比較複雜的，是以我建議你在使用中要盡量減少建立連接配接的動作，也就是盡量使用長連接配接。
但是全部使用長連接配接後，你可能會發現，有些時候MySQL占用記憶體漲得特别快，這是因為MySQL在執行過程中臨時使用的記憶體是管理在連接配接對象裡面的。這些資源會在連接配接斷開的時候才釋放。是以如果長連接配接累積下來，可能導緻記憶體占用太大，被系統強行殺掉（OOM），從現象看就是MySQL異常重新開機了。
怎麼解決這個問題呢？你可以考慮以下兩種方案。
- 定期主動斷開長連接配接。使用一段時間，或者程式裡面判斷執行過一個占用記憶體的大查詢後，斷開連接配接，之後要查詢再重連。
- 如果你用的是MySQL 5.7或更新版本，可以在每次執行一個比較大的操作後，通過執行 mysql_reset_connection來重新初始化連接配接資源。這個過程不需要重連和重新做權限驗證，但是會将連接配接恢複到剛剛建立完時的狀态。
查詢緩存
連接配接建立完成後，你就可以執行select語句了。執行邏輯就會來到第二步：查詢緩存。
MySQL拿到一個查詢請求後，會先到查詢緩存看看，之前是不是執行過這條語句。之前執行過的語句及其結果可能會以key-value對的形式，被直接緩存在記憶體中。key是查詢的語句，value是查詢的結果。如果你的查詢能夠直接在這個緩存中找到key，那麼這個value就會被直接傳回給用戶端。
如果語句不在查詢緩存中，就會繼續後面的執行階段。執行完成後，執行結果會被存入查詢緩存中。你可以看到，如果查詢命中緩存，MySQL不需要執行後面的複雜操作，就可以直接傳回結果，這個效率會很高。
但是大多數情況下我會建議你不要使用查詢緩存，為什麼呢？因為查詢緩存往往弊大于利。
查詢緩存的失效非常頻繁，隻要有對一個表的更新，這個表上所有的查詢緩存都會被清空。是以很可能你費勁地把結果存起來，還沒使用呢，就被一個更新全清空了。對于更新壓力大的資料庫來說，查詢緩存的命中率會非常低。除非你的業務就是有一張靜态表，很長時間才會更新一次。比如，一個系統配置表，那這張表上的查詢才适合使用查詢緩存。
好在MySQL也提供了這種“按需使用”的方式。你可以将參數query_cache_type設定成DEMAND，這樣對于預設的SQL語句都不使用查詢緩存。而對于你确定要使用查詢緩存的語句，可以用SQL_CACHE顯式指定，像下面這個語句一樣：
mysql> select SQL_CACHE * from T where ID=10；
需要注意的是，MySQL 8.0版本直接将查詢緩存的整塊功能删掉了，也就是說8.0開始徹底沒有這個功能了。
分析器
如果沒有命中查詢緩存，就要開始真正執行語句了。首先，MySQL需要知道你要做什麼，是以需要對SQL語句做解析。
分析器先會做“詞法分析”。你輸入的是由多個字元串和空格組成的一條SQL語句，MySQL需要識别出裡面的字元串分别是什麼，代表什麼。
MySQL從你輸入的”select”這個關鍵字識别出來，這是一個查詢語句。它也要把字元串“T”識别成“表名T”，把字元串“ID”識别成“列ID”。
做完了這些識别以後，就要做“文法分析”。根據詞法分析的結果，文法分析器會根據文法規則，判斷你輸入的這個SQL語句是否滿足MySQL文法。
如果你的語句不對，就會收到“You have an error in your SQL syntax”的錯誤提醒，比如下面這個語句select少打了開頭的字母“s”。
mysql> elect * from t where id=1;
ERROR 1064 (42000): You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'elect * from t where ID=1' at line 1
一般文法錯誤會提示第一個出現錯誤的位置，是以你要關注的是緊接“use near”的内容。
優化器
經過了分析器，MySQL就知道你要做什麼了。在開始執行之前，還要先經過優化器的處理。
優化器是在表裡面有多個索引的時候，決定使用哪個索引；或者在一個語句有多表關聯（join）的時候，決定各個表的連接配接順序。
優化器階段完成後，這個語句的執行方案就确定下來了，然後進入執行器階段。如果你還有一些疑問，比如優化器是怎麼選擇索引的，有沒有可能選擇錯等等，沒關系，我會在後面的文章中單獨展開說明優化器的内容。
執行器
MySQL通過分析器知道了你要做什麼，通過優化器知道了該怎麼做，于是就進入了執行器階段，開始執行語句。
開始執行的時候，要先判斷一下你對這個表T有沒有執行查詢的權限，如果沒有，就會傳回沒有權限的錯誤，如下所示(在工程實作上，如果命中查詢緩存，會在查詢緩存傳回結果的時候，做權限驗證。查詢也會在優化器之前調用precheck驗證權限)。
mysql> select * from T where ID=10;
ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'
如果有權限，就打開表繼續執行。打開表的時候，執行器就會根據表的引擎定義，去使用這個引擎提供的接口。
比如我們這個例子中的表T中，ID字段沒有索引，那麼執行器的執行流程是這樣的：
調用InnoDB引擎接口取這個表的第一行，判斷ID值是不是10，如果不是則跳過，如果是則将這行存在結果集中；
調用引擎接口取“下一行”，重複相同的判斷邏輯，直到取到這個表的最後一行。
執行器将上述周遊過程中所有滿足條件的行組成的記錄集作為結果集傳回給用戶端。
至此，這個語句就執行完成了。
對于有索引的表，執行的邏輯也差不多。第一次調用的是“取滿足條件的第一行”這個接口，之後循環取“滿足條件的下一行”這個接口，這些接口都是引擎中已經定義好的。
今天要講的就是MySQL中一條SQL語句的執行過程，後續會繼續更新MySQL相關文章。