想要深入的了解MySQL，首先要了解MySQL語句是怎么實現(xiàn)的，了解了MySQL里語句的執(zhí)行過程可以更加快速的分析問題的原因，或者進行合理的優(yōu)化。
MySQL的架構(gòu)
MySQL的架構(gòu)圖如下所示，主要由以下幾個部分組成：連接器，緩存，分析器，優(yōu)化器，執(zhí)行器和存儲引擎。
MySQL可以分為server層和存儲引擎層，server層包括連接器、分析器、優(yōu)化器和執(zhí)行器，主要負(fù)責(zé)SQL語法的解析，內(nèi)置函數(shù)的實現(xiàn)，觸發(fā)器，視圖等。存儲引擎層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和提取，存儲引擎是插件式的，MySQL支持的存儲引擎就有InnoDB、MyISAM、Memory等。目前，InnoDB是mysql默認(rèn)的存儲引擎。
連接器
連接器負(fù)責(zé)與客戶端建立網(wǎng)絡(luò)連接、校驗用戶名密碼、校驗用戶權(quán)限、維持和管理連接等。
網(wǎng)絡(luò)連接建立后，首先驗證用戶名和密碼，用戶名和密碼驗證通過以后連接器會到權(quán)限表里查詢該用戶的權(quán)限。之后，這個連接里的權(quán)限判斷邏輯，都將依賴于此時讀到的權(quán)限。這就意味著，一個用戶成功連接后，再去修改該用戶的權(quán)限，也不會影響到已經(jīng)建立好的連接，只有重新建立連接權(quán)限才會生效。
MySQL的網(wǎng)絡(luò)連接采用的是多線程模型，維護一個線程池，每當(dāng)有一個新的連接請求時，就從空閑的線程池中選擇一個線程進行處理。可以使用 show processlist 命令看到當(dāng)前所建立的所有連接。
+------------+--------------+--------------------+------------------+---------+-------+-------+------------------+ | Id | User | Host | db | Command | Time | State | Info | +------------+--------------+--------------------+------------------+---------+-------+-------+------------------+ | 1801071833 | user_name | 10.1.1.1:49788 | test_db | Sleep | 131 | | NULL | | 2309292411 | user_name | 10.1.1.1:57642 | test_db | Query | 0 | NULL | show processlist | 復(fù)制代碼
ID 表示建立連接的線程 ID ?？蛻舳巳绻欢螘r間沒有動作， Command 一欄就會顯示Sleep，表示該連接處于空閑狀態(tài)。 多線程的模型必然存在連接數(shù)有限的問題，因此客戶端如果太長時間沒有動靜，連接器就會自動斷開，回收線程。
緩存
連接建立后，就可以執(zhí)行查詢語句。查詢語句首先會查詢緩存中是否該語句的緩存結(jié)果，因為MySQL查詢語句的執(zhí)行結(jié)果可能會已K-V的形式存儲在緩存中，SQL語句做KEY，查詢的結(jié)果做值。
但是MySQL自帶的緩存不建議使用，因為MySQL的緩存失效的非常頻繁，只要對一個表有更新，那么這個表上所有的緩存都會失效，因此緩存命中率很低。不如在業(yè)務(wù)層用redis或者Memcached做緩存來的靈活高效。
分析器
如果緩存沒有命中或者沒用使用緩存，查詢語句就會到達分析器，分析器就是一個編程語言的解析器，解析的是SQL語言。分析器的工作主要分為兩個部分：
1 詞法分析：詞法分析時分析器會分析SQL語句中每個用空格或者逗號分割的字符串，把SELECT關(guān)鍵詞提取出來，把語句里的標(biāo)識為表名的字符串對應(yīng)到MySQL的表，把每一個column對應(yīng)到表里的字段。
2 語法分析：語法分析就是整個SQL語句是否滿足語法要求，滿足則能執(zhí)行成功，不滿足則報錯。
優(yōu)化器
優(yōu)化器的功能一句話就能描述，卻非常重要，決定了查詢的性能。優(yōu)化器是在表里面有多個索引的時候，決定使用哪個索引；或者在聯(lián)表查詢時決定用哪一張表關(guān)聯(lián)哪一張表。
執(zhí)行器
執(zhí)行器的功能就是調(diào)用存儲引擎的API存入數(shù)據(jù)或者取出數(shù)據(jù)。在調(diào)用存儲引擎的API之前會先進行權(quán)限校驗，校驗該用戶是否有對該表相應(yīng)的操作權(quán)限。存儲引擎如果索引沒有命中，存儲引擎就一條條掃表，直到查到指定的數(shù)據(jù)，然后返回給server層。如果命中了索引，存儲引擎就在索引命中的數(shù)據(jù)中一條條掃描，直到查到指定的數(shù)據(jù)。如果索引類型為const類型，那么存儲引擎會直接命中，然后返回。
查詢語句如何實現(xiàn)
說完了MySQL的架構(gòu)，我們用一個例子來總結(jié)一下一條查詢語言是如何實現(xiàn)的
select * from t where id = 123 and name = 'tom' 復(fù)制代碼
1 客戶端與MySQL服務(wù)端建立網(wǎng)絡(luò)連接，連接語句譬如：
mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u 'name' -p'password!' database_name -A --default-character-set=utf8 復(fù)制代碼
這條語句指定了MySQL服務(wù)器的地址為 127.0.0.1 ，也就是本機，端口號為3306，用戶名為name，密碼為password。指定庫名為database_name，指定默認(rèn)字符集為utf8。
2 完成連接后，如果開啟了MySQL的緩存機制，這時候會先去查詢緩存是否命中，如果緩存命中則直接返回緩存中的數(shù)據(jù)，如果緩存沒有命中則繼續(xù)向下執(zhí)行。
3 分析器會分析每個詞是否是有意義的，比如會解析到 select 是SQL的關(guān)鍵詞， t 是表名， id 和 name 是表名中的字段.然后分析SQL的語法是否正常，該條語句可以正常執(zhí)行。
4 優(yōu)化器會分析在字段 id 和 name 上是否有索引，應(yīng)該選擇哪個索引。如果表 t 是以 id 為主鍵，那么分析器就會直接走主鍵索引了。
5 執(zhí)行器開始執(zhí)行前會先校驗該用戶是否有對該的讀權(quán)限。通過權(quán)限校驗后，執(zhí)行器會調(diào)用存儲引擎的API查詢出這條數(shù)據(jù)，返回給客戶端。
更新語句如何實現(xiàn)
一條更新語句的執(zhí)行也要經(jīng)歷一條查詢語句所要經(jīng)歷的幾個階段，連接器建立連接、分析器分析語法、優(yōu)化器選擇索引，執(zhí)行器調(diào)用存儲引擎的API，與查詢語句相比，更新語句更為復(fù)雜，因為MySQL的InnoDB引擎要保證在數(shù)據(jù)庫機器宕機以后數(shù)據(jù)不丟失。
同樣以一個例子來總結(jié)查詢語句是如何實現(xiàn)的
update t set name = 'tom' where id = 123 復(fù)制代碼
1 客戶端與MySQL服務(wù)端建立網(wǎng)絡(luò)連接
2 分析器解析出這是一條更新語句
3 優(yōu)化器選擇主鍵索引，假設(shè)以 id 做該表的主鍵
4 執(zhí)行器首先查詢內(nèi)存中是否有表 t 中 id 等于123的這一行數(shù)據(jù)，如果沒有則通過存儲引擎將這行數(shù)據(jù)取到內(nèi)存中
5 執(zhí)行器修改 name 字段為tom，得到一個新的行
6 存儲引擎將新行的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，并寫redo log日志， 此時 redo log 處于 prepare 狀態(tài)
7 執(zhí)行器寫bin log日志
8 存儲引擎修改redo log日志為commit狀態(tài)
以上步驟就是一個完整的更新語句執(zhí)行過程，細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)更新的數(shù)據(jù)只寫入到內(nèi)存，還沒有持久化到磁盤，mysql異步定期將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入到磁盤，這一過程和操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)讀寫很像，文件系統(tǒng)中有一個page cache，寫文件時先寫cache然后用一個獨立的進程將數(shù)據(jù)刷到磁盤。mysql使用了redo log日志，因此即使服務(wù)器宕機，數(shù)據(jù)也不會丟失，可以從redo log日志中恢復(fù)。
redo log日志與bin log日志
1 redo log日志是由server層來寫，bin log日志由存儲引擎來寫的；
2 redo log 是物理日志，記錄的是“在某個數(shù)據(jù)頁上做了什么修改"，bin log用于記錄邏輯操作。在statement模式時，bin log記的就是SQL語句；
3 redo log日志循環(huán)寫的，空間用完后，要先將數(shù)據(jù)刷到磁盤，然后清理空間。bin log日志是追加寫入的；
4 redo log日志用于數(shù)據(jù)庫崩潰后恢復(fù)數(shù)據(jù)，而bin log日志則用于主備同步，數(shù)據(jù)備份等；
