MySQL 驱动

我们的系统在和 MySQL 数据库进行通信的时候，总不可能是平白无故的就能接收和发送请求，就算是你没有做什么操作，那总该是有其他的“人”帮我们做了一些事情，基本上使用过 MySQL 数据库的程序员多多少少都会知道 MySQL 驱动这个概念的。就是这个 MySQL 驱动在底层帮我们做了对数据库的连接，只有建立了连接了，才能够有后面的交互。看下图表示：

这样的话，在系统和 MySQL 进行交互之前，MySQL 驱动会帮我们建立好连接，然后我们只需要发送 SQL 语句就可以执行 CRUD 了。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，那么问题来了，我们系统肯定不是一个人在使用的，换句话说肯定是存在多个请求同时去争抢连接的情况。我们的 web 系统一般都是部署在 tomcat 容器中的，而 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，然后使用完再都去关闭，这样会有什么问题呢？如下图：

数据库连接池：维护一定的连接数，方便系统获取连接，使用就去池子中获取，用完放回去就可以了，我们不需要关心连接的创建与销毁，也不需要关心线程池是怎么去维护这些连接的。

数据库连接池

到这里，我们已经知道的是我们的系统在访问 MySQL 数据库的时候，建立的连接并不是每次请求都会去创建的，而是从数据库连接池中去获取，这样就解决了因为反复的创建和销毁连接而带来的性能损耗问题了。不过这里有个小问题，业务系统是并发的，而 MySQL 接受请求的线程呢，只有一个？ 其实 MySQL 的架构体系中也已经提供了这样的一个池子，也是数据库连池。双方都是通过数据库连接池来管理各个连接的，这样一方面线程之前不需要是争抢连接，更重要的是不需要反复的创建的销毁连接。

至此系统和 MySQL 数据库之间的连接问题已经说明清楚了。那么 MySQL 数据库中的这些连接是怎么来处理的，又是谁来处理呢？

网络连接必须由线程来处理

对计算基础稍微有一点了解的的同学都是知道的，网络中的连接都是由线程来处理的，所谓网络连接说白了就是一次请求，每次请求都会有相应的线程去处理的。也就是说对于 SQL 语句的请求在 MySQL 中是由一个个的线程去处理的。

MySQL 基础架构

1. MySQL 基本架构概览

下图是 MySQL 的一个简要架构图，从下图你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，在 1.2 节中会详细介绍到这些组件的作用。

• 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。

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 binglog 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 5.5.5 版本开始就被当做默认存储引擎了。

2. Server 层基本组件介绍

参考文档

3. MySQL有哪些部分组成，分别用来做什么？

1. Server层
   (1) 连接器：管理链接，权限验证
   (2) 查询缓存: 执行查询语句的之后，会先查询缓存(Mysql8.0之后被移除)
   (3) 分析器:词法分析，语法分析
   (4) 优化器: 执行计划生成，选择合适的索引(MySQL认为的最佳选择)
   (5) 执行器: 操作存储引擎，返回结果
2. 存储引擎：存储数据，提供读写接口。

4. MySQL查询缓存有什么弊端, 应该什么情况下使用, 8.0版本对查询缓存有什么变更?

• 弊端：查询缓存可能会失效非常频繁，对于一个表，只要有更新，该表的全部查询缓存都会被清空，因此对于频繁更新的表来说，查询缓存不一定能起到正面效果。
• 什么情况下使用：对于读远多于写的表可以考虑使用查询缓存.
• 8.0 版本改变：8.0版本的缓存查询功能被删除了。

语句执行分析

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，更新，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 ';

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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。

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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. 更新语句

sql 语句如下：

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

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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 redolog（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：

文章来源

https://javaguide.cn/database/mysql/how-sql-executed-in-mysql.html#%E4%B8%80-mysql-%E5%9F%BA%E7%A1%80%E6%9E%B6%E6%9E%84%E5%88%86%E6%9E%90

https://pdai.tech/md/db/sql-mysql/sql-mysql-execute.html