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1201_mysql查询语句select执行流程

news 2025/9/19 17:10:33

查询语句select执行流程，如下图所示，其核心流程可概括为：

flowchart TD A["客户端提交 SELECT 语句"] --> B["连接器 管理连接, 权限验证"] B --> C["查询缓存 (MySQL 8.0+已移除) 命中则直接返回"] C --> D["解析器 语法分析, 生成解析树"] D --> E["预处理器 语义检查, 对象/权限验证"] E --> F["优化器 生成最优执行计划"] F --> G["执行器 调用存储引擎接口执行计划"] G --> H["存储引擎 （InnoDB） 执行索引查找/数据读取"] H --> I["返回结果集至客户端"]

核心组件阶段

1. 连接器 (Connector)

职责：管理客户端连接、身份认证和权限校验。
流程：客户端发起连接，连接器验证用户名、密码和主机权限。验证通过后，会建立连接并管理该连接的所有状态。如果该用户权限有变更，已在线的连接不会受影响，需重新建立连接才能生效。

2. 查询缓存 (Query Cache) - (MySQL 8.0+已移除)

职责：缓存完整的查询结果（Key-Value形式，Key是查询SQL，Value是结果集）。
流程：如果命中缓存，结果直接返回给客户端。但由于任何表的数据更新都会导致该表的所有缓存失效，在频繁写的场景下缓存命中率极低，且管理和检查缓存带来额外开销，因此该功能在 MySQL 8.0 中被彻底移除。

3. 解析器 (Parser)

职责：进行词法分析和语法分析。
流程：
- 词法分析：将完整的SQL语句拆分成一个个的“词元”（Token），例如识别 SELECT、FROM、表名、列名 等。
- 语法分析：根据MySQL的语法规则，检查这些词元组合成的SQL语句是否符合规范。如果语法错误（如缺少关键字），会在此阶段抛出错误。解析通过后，会生成一棵解析树（Abstract Syntax Tree）。

4. 预处理器 (Preprocessor) / 解析器后续阶段

职责：进行语义检查。
流程：基于解析树进行进一步验证：
- 检查表和列名是否存在。
- 检查 WHERE 子句中的字段是否合法。
- 对 * 进行展开为所有具体列名。
- 检查用户对相关对象的访问权限。
- 进行一些简单的逻辑优化（如常量折叠）。

5. 优化器 (Optimizer)

职责：将解析树转换为最优的执行计划。这是最复杂也是最关键的环节。
决策内容：
- 选择访问路径：应该使用哪个索引？还是全表扫描？例如，WHERE id = 5，如果 id 有索引，优化器会决定是使用主键索引还是二级索引。
- 选择连接顺序和算法：对于多表连接（JOIN），决定先读哪张表，以及使用哪种连接算法（Nested-Loop Join, Hash Join, etc.）。
- 子查询优化：尝试将子查询转换为更高效的 JOIN 操作。
- 条件简化：对 WHERE 和 HAVING 子句中的条件进行简化。
- 优化器基于成本模型（Cost Model）进行决策，它会估算各种执行方式的 I/O、CPU、内存等开销，选择“成本”最低的那个计划。

6. 执行器 (Executor)

职责：根据优化器生成的执行计划，调用存储引擎提供的接口来执行查询。
流程：
1. 在执行前，先检查用户对表是否有执行权限（如果启用了查询缓存，权限检查可能在缓存前进行）。
2. 根据计划的指示，循环调用存储引擎接口：
  - 从第一行开始，调用存储引擎的“读下一行”接口。
  - 存储引擎通过索引或扫描找到数据并返回给执行器。
  - 执行器根据 WHERE 子句条件进行过滤。
  - 将符合条件的数据行放入结果集中。
3. 执行器完成后，将结果集返回给客户端。

7. 存储引擎 (Storage Engine) - 以 InnoDB 为例

职责：真正负责数据的存储和提取。执行器发出的指令最终由存储引擎执行。
流程（以索引查找为例）：
1. 定位根节点：从索引的根页（Root Page）开始。
2. 遍历非叶子节点：在 B+Tree 的非叶子节点层进行二分查找，确定目标数据所在的下层页（指针）。
3. 定位叶子节点：不断向下遍历，直到找到包含目标数据的叶子节点页。
4. 在叶子节点中查找：
  - 等值查询：在叶子节点内使用二分查找定位到精确的记录。
  - 范围查询：找到范围的起始点，然后沿着叶子节点间的双向链表向后（或向前）扫描，直到范围结束。
5. 返回记录：将找到的记录返回给执行器（如果是“覆盖索引”，则直接从索引中返回数据，否则需要根据主键ID回表查询主索引获取完整数据行）。