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  • sql执行流程
    2021-12-26 16:20:21

    今天复习了一下sql的执行流程,在这里简单做个笔记,方便后期回忆

    下图为手动绘制的sql执行图,分解了sql执行的步骤

    在这里插入图片描述

    具体解释:

    1.用户发送请求,tomcat进行处理,最终会调用msql驱动的数据库连接池,获取数据库连接,然后发送需要执行的sql。
    2.Mysql接收到执行sql请求,调用数据库连接池里的一个线程去监听和读取请求数据,并从网络连接中读取和解析需要执行的sql数据。
    3.处理线程解析出需要执行的sql数据之后,会调用sql接口,去执行sql语句。
    4.sql接口会调用sql解析器,基于sql语法的结构,去拆解并解析sql语句,解析成可以让Mysql可以读懂的sql语句。
    5.sql解析器解析出sql语句要做什么事情之后,就会调用优化器,找出sql执行效率最高的执行计划。
    6.优化器找出最优的执行计划之后,就会调用执行器。由执行器去按一定顺序和步骤,去执行执行计划,也就是由执行器,去调用存储引擎里的各种接口,来获取内存或磁盘中的数据。
    7.sql执行器执行完成之后,就获取到了sql语句想要获取的数据,然后返给用户。

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  • sql执行流程概述

    千次阅读 2022-04-12 21:47:59
    sql执行流程 一、sql执行流程概述 作为编程的基础,少不了和数据库打交道。一般都知道sql的基本语法,包括表查询、删除、插入、创建等语句的使用,那么从sql脚本到最终返回结果,这中间有哪些流程呢?本着好奇心,...

    sql执行流程

    一、sql执行流程概述

    作为编程的基础,少不了和数据库打交道。一般都知道sql的基本语法,包括表查询、删除、插入、创建等语句的使用,那么从sql脚本到最终返回结果,这中间有哪些流程呢?本着好奇心,了解一下sql执行流程。
    在这里插入图片描述

    根据上图,简要描述一下sql执行流程:

    1、在打开客户端后,最初需要和sql服务器建立连接,账号认证和校验权限。

    2、认证后,客户端发生查询sql脚本给服务器

    3、服务器先检查查询缓存,如果命中了缓存,则立刻返回存储在缓存中的结果。否则进入下一阶段。

    4、服务器端进行SQL解析、预处理,再由优化器生成对应的执行计划。

    5、MySQL根据优化器生成的执行计划,再调用存储引擎的API来执行查询。

    6、将结果返回给客户端。

    二、mysql 组件

    2.1、连接器

    连接器:Client与Server建立连接、进行鉴权、保持连接、管理连接。

    1、mysql -h ip -P port -u user -p password,建立连接后,连接器会到权限表中查出user拥有的权限,之后的权限判断逻辑,都依赖此时读取到的权限。

    TIPS:如果该连接权限变更,但不重新登录,依然使用此次登录时的Session(测试环境已验证)可以继续进行操作。

    2、mysql> SHOW PROCESSLIST;,查看当前连接,如果连接长时间处于Sleep,到达wait_timeout,连接器会自动将连接主动断开。(Info 是正在执行的sql语句)

    img

    通过mysql> SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE ‘wait_timeout’;,可以查询当前server的wait_timeout时间,默认为8小时。

    img

    如果Client在断开连接后,继续发送请求,则会收到Lost connection to MySQL serve during query返回。

    3、数据库中,长连接是指连接成功后,客户端持续有请求,则一直使用同一个连接;短连接则是指每次执行完很少的几次查询就断开连接,下次查询再重新建立。

    使用长连接,会遇到MySQL内存飞涨(临时内存管理是在连接对象中创建);如果长连接过多,会导致内存占用过大,发生OOM(Out Of Memory),导致MySQL重启。

    解决因为长连接导致的OOM:

    • 定期断开长连接;
    • 程序判断执行占用内存大的查询后,断开连接;
    • >=5.7版本,通过mysql_reset_connection重新初始化连接资源。

    2.2、查询缓存

    MySQL查询缓存保存查询返回的完整结构。当查询命中该缓存时,MySQL会立刻返回结果,跳过了解析、优化和执行阶段。 查询缓存系统会跟踪查询中涉及的每个表,如果这些表发生了变化,那么和这个表相关的所有缓存数据都将失效。

    MySQL将缓存存放在一个引用表中,通过一个哈希值引用,这个哈希值包括了以下因素,即查询本身、当前要查询的数据库、客户端协议的版本等一些其他可能影响返回结果的信息。

    当判断缓存是命中时,MySQL不会进行解析查询语句,而是直接使用SQL语句和客户端发送过来的其他原始信息。所以,任何字符上的不同,例如空格、注解等都会导致缓存的不命中。 当查询语句中有一些不确定的数据时,则不会被缓存。例如包含函数NOW()或者CURRENT_DATE()的查询不会缓存。包含任何用户自定义函数,存储函数,用户变量,临时表,mysql数据库中的系统表或者包含任何列级别权限的表,都不会被缓存。

    有一点需要注意,MySQL并不是会因为查询中包含一个不确定的函数而不检查查询缓存,因为检查查询缓存之前,MySQL不会解析查询语句,所以也无法知道语句中是否有不确定的函数。 事实则是,如果查询语句中包含任何的不确定的函数,那么其查询结果不会被缓存,因为查询缓存中也无法找到对应的缓存结果。

    MySQL 查询不建议使用缓存,因为查询缓存失效在实际业务场景中可能会非常频繁,假如你对一个表更新的话,这个表上的所有的查询缓存都会被清空。对于不经常更新的数据来说,使用缓存还是可以的。

    所以,一般在大多数情况下我们都是不推荐去使用查询缓存的。

    MySQL 8.0 版本后删除了缓存的功能,官方也是认为该功能在实际的应用场景比较少,所以干脆直接删掉了。

    2.3、解析器

    1、先通过词法分析:

    从左到右一个字符、一个字符地输入,然后根据构词规则识别单词。
    在这里插入图片描述

    2、接下来,进行语法解析,判断输入的这个 SQL 语句是否满足 MySQL 语法.

    根据MySQL 定义的语法规则,根据SQL 语句生成一个数据结构,这个数据结构我们把它叫做解析树(select_lex)。
    在这里插入图片描述

    语法解析主要是对SQL语句的语法进行检查,看看其是否合乎语法规则。如果服务器进程认为SQL语句不符合语法规则的时候,就会把这个错误信息反馈给客户端。在这个语法检查的过程中,不会对SQL语句中所包含的表名、列名等等进行检查,只是检查语法。

    3、接下来进行语义解析:

    若SQL 语句符合语法上的定义的话,则服务器进程接下去会对语句中涉及的表、索引、视图等对象进行解析,并对照数据字典检查这些对象的名称以及相关结构,看看这些字段、表、视图等是否在数据库中。如果表名与列名不准确的话,则数据库会就会反馈错误信息给客户端。

    所以,有时候我们写select语句的时候,若语法与表名或者列名同时写错的话,则系统是先提示说语法错误,等到语法完全正确后再提示说列名或表名错误。

    2.4、预处理器

    1、即时 SQL

    ​ 一条 SQL 在 DB 接收到最终执行完毕返回,大致的过程如下:
      1. 词法和语义解析;
      2. 优化 SQL 语句,制定执行计划;
      3. 执行并返回结果;

    如上,一条 SQL 直接是走流程处理,一次编译,单次运行,此类普通语句被称作 Immediate Statements (即时 SQL)。

    2、预处理 SQL

    但是,绝大多数情况下,某需求某一条 SQL 语句可能会被反复调用执行,或者每次执行的时候只有个别的值不同(比如 select 的 where 子句值不同,update 的 set 子句值不同,insert 的 values 值不同)。如果每次都需要经过上面的词法语义解析、语句优化、制定执行计划等,则效率就明显不行了。

    所谓预编译语句就是将此类 SQL 语句中的值用占位符替代,可以视为将 SQL 语句模板化或者说参数化,一般称这类语句叫Prepared Statements。

    预编译语句的优势在于归纳为:一次编译、多次运行,省去了解析优化等过程;此外预编译语句能防止 SQL 注入。
    注意:

    虽然可能是通过预处理 SQL 的方式一定程度的提高了效率,但是对于优化而言,最优的执行计划不是光靠 SQL 语句的模板化来实现的,往往还是需要通过具体值来预估出成本代价。

    2.5、查询优化器

    优化器的目的是按照一定原则来得到她认为的目标SQL在当前情形下最有效的执行路径,优化器的目的是为了得到目标SQL的执行计划。

    传统关系型数据库里面的优化器分为CBO和RBO两种。

    RBO— Rule_Based Potimizer 基于规则的优化器:

    RBO所用的判断规则是一组内置的规则,这些规则是硬编码在数据库的编码中的,RBO会根据这些规则去从SQL诸多的路径中来选择一条作为执行计划(比如在RBO里面,有这么一条规则:有索引使用索引。那么所有带有索引的表在任何情况下都会走索引)所以,RBO现在被很多数据库抛弃(oracle默认是CBO,但是仍然保留RBO代码,MySQL只有CBO)

    RBO最大问题在于硬编码在数据库里面的一系列固定规则,来决定执行计划。并没有考虑目标SQL中所涉及的对象的实际数量,实际数据的分布情况,这样一旦规则不适用于该SQL,那么很可能选出来的执行计划就不是最优执行计划了。

    CBO—Cost_Based Potimizer 基于成本的优化器:

    CBO在会从目标诸多的执行路径中选择一个成本最小的执行路径来作为执行计划。这里的成本他实际代表了MySQL根据相关统计信息计算出来目标SQL对应的步骤的IO,CPU等消耗。也就是意味着数据库里的成本实际上就是对于执行目标SQL所需要IO,CPU等资源的一个估计值。而成本值是根据索引,表,行的统计信息计算出来的。(计算过程比较复杂)

    2.6、执行计划

    查询语句后,经过sql的优化器,会产生一个执行计划。根据MySQL执行计划的输出,分析索引使用情况、扫描的行数可以预估查询效率;进而可以重构SQL语句、调整索引,提升查询效率。

    详细请参考链接:MySQL——执行计划

    2.7、查询执行引擎

    开始执行的时候,首先要确认我们是否有操作这个表的权限,如果没有权限则会返回没有权限的错误

    mysql> select * from T where ID=10;
    
    ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'
    

    如果有权限,就打开表权限执行,打开表的时候执行器会根据表的引擎定义,去使用这个引擎提供的接口。
    比如在这个例子中的表T中的ID字段时没有索引的,那么执行器的流程是这样的:

    用InnoDB引擎接口去扫描这个表的第一行,判断ID是否为10,如果不是则跳过,如果是则将这行存在结果集中 调用引擎接口取下一行,重复相同的逻辑判断,直到取到这个表的最后一行

    执行器将上述便利过程的所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端

    参考

    MySQL探秘(二):SQL语句执行过程详解

    一条SQL语句在MySQL中执行过程全解析

    sql的语句执行过程

    「MySQL」 - SQL查询语句执行流程

    SQL执行过程详解

    sql语句的执行流程

    MySQL查询语句完整语法解析

    MySQL的SQL预处理(Prepared)

    MySQL查询语句完整语法解析

    MySQL的SQL预处理(Prepared)

    mysql之优化器、执行计划、简单优化

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  • MySQL中的SQL执行流程

    千次阅读 2022-03-12 13:23:30
    SQL执行流程 MySQL的配置文件的位置 /etc/my.cnf MySQL中的SQL执行流程 MySQL的查询流程 查询缓存:Server如果在查询缓存中发现了这条SQL语句,就会直接将结果返回给客户端;如果没有,如果进入到解析器阶段。...

    SQL执行流程

    MySQL的配置文件的位置

    /etc/my.cnf
    

    MySQL中的SQL执行流程

    image-20220311193805957

    MySQL的查询流程

    1. 查询缓存:Server如果在查询缓存中发现了这条SQL语句,就会直接将结果返回给客户端;如果没有,如果进入到解析器阶段。需要说明的是,因为查询混窜往往效率不高,所以在MySQL8.0之后就抛弃了这个功能

    MySQL拿到一个查询请求后,会先到查询缓存看看,之前是不是执行过这条语句。之前执行过的语句及其结果可能会以key-value对的形式,被直接缓存在内存中。key是查询的语句,value是查询的结果。如果你的查询能够直接在这个缓存中找到key,那么这个value就会被直接返回给客户端。如果语句不在查询缓存中,就会继续后面的执行阶段。执行完成后,执行结果会被存入查询缓存中。所以,如果查询命中缓存,MySQL不需要执行后面的复杂操作,就可以直接返回结果,这个效率会很高。

    大多数情况查询缓存就是个鸡肋,为什么呢?

    查询缓存是提前把查询结果缓存起来,这样下次不需要执行就可以直接拿到结果。需要说明的是,在MySQL中的查询缓存,不是缓存查询计划,而是查询对应的结果。这就意味着查询匹配的鲁棒性大大降低,只有相同的查询操作才会命中查询缓存。两个查询请求在任何字符上的不同(例如:空格、注释、大小写),都会导致缓存不会命中。因此 MySQL的查询缓存命中率不高

    同时,如果查询请求中包含某些系统函数、用户自定义变量和函数、一些系统表,如mysql、 information_schema、performance_schema数据库中的表,那这个请求就不会被缓存。以某些系统函数举例,可能同样的函数的两次调用会产生不一样的结果,比如函数NOW,每次调用都会产生最新的当前时间,如果在一个查询请求中调用了这个函数,那即使查询请求的文本信息都一样,那不同时间的两次查询也应该得到不同的结果,如果在第一次查询时就缓存了,那第二次查询的时候直接使用第一次查询的结果就是错误的!

    此外,既然是缓存,那就有它缓存失效的时候。MySQL的缓存系统会监测涉及到的每张表,只要该表的结构或者数据被修改,如对该表使用了INSERTUPDATEDELETETRUNCATE TABLEALTER TABLEDROPT ABLEDROP DATABASE语句,那使用该表的所有高速缓存查询都将变为无效并从高速缓存中删除!对于更新压力大的数据库来说,查询缓存的命中率会非常低。

    总之,因为查询缓存往往弊大于利,查询缓存的失效非常频繁。

    一般建议大家在静态表里使用查询缓存,什么叫静态表呢?就是一般我们极少更新的表。比如,一个系统配置表、字典表,这张表上的查询才适合使用查询缓存。好在MySQL也提供了这种“按需使用”的方式。你可以将my.cnf参数query_cache_type设置成DEMAND,代表当sql语句中有SQL_CACHE关键词时才缓存。比如:

    #query_cache_type有3个值0代表关闭查询缓存0FF,1代表开启ON,2(DEMAND)
    query_cache_type=2
    

    这样对于默认的SQL语句都不使用查询缓存。而对于你确定要使用查询缓存的语句,可以用SQL_CACHE显式指定,像下面这个语句一样:

    select sQL_CACHE * from test where ID=5;
    

    如果SQL语句正确,则会生成这样一颗语法树

    image-20220311200936291

    下面是SQL词法分析过程

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-n9cq32Lc-1647062843063)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/losserlong/pictures/20220312132649.png)]

    都有哪些维度可以进行数据库调优?简言之:。

    • 索引失效,没有充分利用到索引——索引建立

    • 关联查询太多JOIN(设计缺陷或不得已的需求)——SQL优化

    • 服务器调优及各个参数设置(缓冲、线程数等)——调整my.cnf

    • 数据过多――分库分表

    比如:表test中,ID字段没有索引,那么执行流程是这样的:

    调用InnoDB引擎接口取这个表的第一行,判断ID值是不是1,如果不是则跳过,如果是则将这行存在结果集中;调用引擎接口取"下一行",重复相同的判断逻辑,直到取到这个表的最后一行。
    
    执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。
    

    至此,这个语句就执行完成了。对于有索引的表,执行的逻辑也差不多。

    SQL语句在MySQL中的执行流程是:SQL语句->查询缓存->解析器->优化器->执行器

    image-20220312103517990

    MySQL8中的SQL执行原理

    前面的结构图很复杂,我们需要抓取最核心的部分: SQL的执行原理。不同的DBMS的SQL的执行原理是相通的,只是在不同的软件中,各有各的实现路径。

    既然一条SQL语句会经历不同的模块,那我们就来看下,在不同的模块中,SQL执行所使用的资源(时间)是怎样的。如何在MysQL中对一条SQL语句的执行时间进行分析。

    确认profiling是否开启

    了解查询语句底层执行的过程: select @@profiling;或者show variables like '%profiling%'查看是否开启计划。开启它可以让MySQL收集在SQL执行时所使用的资源情况,命令如下:

    select  @@profiling;
    
    show variables like '%profiling%';
    

    image-20220312112750210

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-S8U9WgPK-1647062843064)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/losserlong/pictures/20220312132656.png)]

    profiling=0代表关闭,我们需要把profiling打开,即设置为1:

    set profiling =1;
    

    Profiling功能由MySQL会话变量:profiling控制。默认是OFF(关闭状态)

    show profiles;
    

    多次执行相同的SQL查询&&查看profiles

    查看之前的执行的SQL语句

    image-20220312114806095

    查看profile

    查看最近执行的一条SQL语句,也就是第12条

    image-20220312114910197

    查看指定的一条SQL的执行时间

    mysql> show profile for query 10;
    

    image-20220312115056782

    1、查看cpu还有io的相关开销

    mysql> show profile cpu , block io for query 6;
    

    image-20220312125251907

    在MySQL5.7中SQL执行原理

    配置文件中开启查询缓存

    vim /etc/my.cnf
    在里面加上
    query_cache_type=1
    

    重启mysql服务

    systemctl restart mysqld
    

    开启查询执行计划

    set profiling =1;
    

    执行语句两次

     use atguigudb;
    select * from employees limit 4;
    select * from employees limit 4;
    

    查看profiles

    image-20220312130514358

    查看profile

    image-20220312131256754

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eWlJdf3Y-1647062843066)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/losserlong/pictures/20220312132712.png)]

    1、除了查看cpu、io阻塞等参数情况,还可以查询下列相关参数的利用情况

    Syntax:
    SHow PROFILE [type [, type] ... ]
    [ FOR QUERY n]
    [LIMIT row_count [OFFSET offset]]
    type: {
    ALL 	--显示所有参数的开销信息
    |BLOCK I0 --显示I0的相关开销
    |CONTEXT SWITCHES -- 上下文切换相关开销
    |CPU --显示CPU相关开销信息
    |IPC --显示发送和接收相关开销信息
    |MEMORY --显示内存相关开销信息
    |PAGE FAULTS --显示页面错误精关开销信息
    |SOURCE --显示和Source_function, Source_file , Source_line 相关的开销信息
    |SWAPS --显示交换次数相关的开销信息
    

    2、发现两次查询当前情况都一致,说明没有缓存之说。

    在8.0 版本之后,MySQL不再支持缓存的查询。一旦数据表有更新,缓存都将清空,因此只有数据表是静态的时候,或者数据表很少发生变化时,使用缓存查询才有价值,否则如果数据表经常更新,反而增加了SQL的查询时间。

    注意在8.0中是不存在查询缓存的

    SQL语法顺序

    随着MySQL版本的更新换代,其优化器也在不断的升级,优化器会分析不同执行顺序产生的性能消耗不同而动态调整执行顺序。

    需求:查询每个部门年龄高于20岁的人数且高于20岁人数不能少于2人,显示人数最多的第一名部门信息
    下面是经常出现的查询顺序:

    手写:

    SELECT DISTINCT 
    <select_list>
    FROM
    <left_table> <join_type>
    JOIN <right_table> ON <join_condition>
    WHERE
    <where_condition>
    GROUP BY
    <group_by_list>
    HAVING
    <having_condition>
    ORDER BY
    <order_by_condition>
    LIMIT 
    <limit_number>
    

    机读:

    FROM <left_table>
    ON <join_condition>
    <join_type> JOIN <right_table>
    WHERE <where_condition>
    GROUP BY <group_by_list>
    HAVING <having_condition>
    SELECT
    DISTINCT <select_list>
    ORDER BY <order_by_condition>
    LIMIT <limit_number>
    
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  • MySQL 8.0 SQL 执行流程

    千次阅读 2022-03-23 23:10:22
    MySQL 8.0 SQL 执行流程 首先我们先来看下 MySQL 的经典架构图,8.0 的没怎么翻到,先看看这个了。 图上有这么几个模块: Collectos 连接器,客户端可以通过这些方式对 MySQL 服务端发起通信。 Services & ...

    MySQL 8.0 SQL 执行流程

    首先我们先来看下 MySQL 的经典架构图,8.0 的没怎么翻到,先看看这个了。

    1.png

    图上有这么几个模块:

    Collectos

    连接器,客户端可以通过这些方式对 MySQL 服务端发起通信。

    Services & utilities

    Connection pool

    连接池,负责连接的处理、安全和认证,比如我们的请求线程的新建、密码认证、权限获取都是由这个模块负责。这里缓存了权限,所以当你不断开连接,其他用户修改权限后,当前的连接的权限也不会改变。

    SQL Interface

    MySQL 的接口

    Parser

    语法解析器,将我们的 SQL 语句解析成相关的语法树。解析器先提取相应的关键词,然后进行语法解析,判断 SQL 是否符合相应的语法,然后生成语法树,上面拆分了 SQL 的各种成分,比如查询字段、查询表、匹配条件等。

    Optimzer

    优化器,将 SQL 进行优化生成多个执行计划。

    执行器

    上面优化器生成了多份执行计划后,接下来就由执行器选择一份计划执行了。执行器先会判断当前是否具有权限,然后才会去执行相应的 SQL 语句。

    Caches

    缓存命中,8.0 中已经被干掉了。作用是在每次查询时将结果缓存,然后再次查询可以加快访问速度,但是因为命中率太低,有点鸡肋所以在 MySQL 8.0已经不存在了。比如他是将 SQL 语句作为 key 进行命中匹配的,如果 SQL 中多加了一个空格也会被认为不是同一条 SQL 导致匹配不到。

    Pluggable storage Engines

    数据库的执行引擎插件。

    文件系统

    这个是存放 MySQL 的文件系统。

    SQL 执行流程

    SQL 流程是 SQL --> 解析器 --> 优化器 --> 执行器 --> 返回结果。

    下面会将各个组件单独拉出来做分析。

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    本文章介绍了一条SQL语句的执行流程
  • sql语句的执行流程

    千次阅读 2020-10-18 15:13:47
    一条sql语句在mysql中的执行流程 Mysql的基本逻辑结构示意图 win下查看mysql数据文件存储位置 show global variables like “%datadir%”; 用户权限 这里注意,当已经建立了连接后,在mysql-user表里面修改了用户...
  • flink sql 执行源码走读全流程

    千次阅读 2022-03-01 18:59:06
    一、flinksql 流程图 二、flinksql 源码分析 三、flink hive sink 源码 总结 我亲爱的flinksql! 前言 文章主要介绍了flinksql 的工作流程, 1.to SqlNode 解析阶段,生成AST(抽象语法树) 2. SqlNode -&...
  • FlinkSQL源码解析(三)执行流程

    千次阅读 2022-03-13 22:28:52
    flink sql整体的执行流程大致为:sqlNode --> Operation --> RelNode --> 优化 --> execNode --> Transformation。 以及flink sql源码解析需要使用到的java spi。 现在具体来看看flink sql 在其...

空空如也

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