一條SQL查詢語句是怎么去執(zhí)行的？（上）

MySQL是典型的C/S架構(gòu)（客戶端/服務(wù)器架構(gòu)），客戶端進(jìn)程向服務(wù)端進(jìn)程發(fā)送一段文本（MySQL指令），服務(wù)器進(jìn)程進(jìn)行語句處理然后返回執(zhí)行結(jié)果。

問題來了。服務(wù)器進(jìn)程對客戶端發(fā)送的請求究竟做了什么處理呢？本文以查詢請求為例，講解MySQL服務(wù)器進(jìn)程的處理流程。

如下圖所示，服務(wù)器進(jìn)程在處理客戶端請求的時候，大致需要進(jìn)行3個步驟：

• 處理連接
• 解析與優(yōu)化
• 存儲引擎

接下來我們來詳細(xì)了解一下這3步具體都做了什么。

1. 處理連接

客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求并最終收到響應(yīng)，本質(zhì)上是一個進(jìn)程間通信的過程。

MySQL有專門用于處理連接的模塊——連接器。

1.1 客戶端和服務(wù)端的通信方式

1.1.1 TCP/IP協(xié)議

TCP/IP協(xié)議是MySQL客戶端和服務(wù)器最常用的通信方式。

我們平時所說的MySQL服務(wù)器默認(rèn)監(jiān)聽的端口是3306，這句話的前提是客戶端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程使用的是TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。

我們在使用mysql命令啟動客戶端程序時，只要在-h參數(shù)后跟隨IP地址作為服務(wù)器進(jìn)程所在的主機(jī)地址，那么通訊方式便是TCP/IP協(xié)議。

如果客戶端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程位于同一臺主機(jī)，且要使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，則IP地址需要指定為127.0.0.1，而不能使用localhost

1.1.2 UNIX域套接字

如果客戶端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程都位于類UNIX操作系統(tǒng)（MacOS、Centos、Ubuntu等）的主機(jī)之上，并且在啟動客戶端程序時沒有指定主機(jī)名，或者指定的主機(jī)名為localhost，又或者指定了--protocol=socket的啟動參數(shù)，那么客戶端進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程就會使用UNIX域套接字進(jìn)行進(jìn)程間通信。

MySQL服務(wù)器進(jìn)程默認(rèn)監(jiān)聽的UNIX域套接字文件為/temp/mysql.sock，客戶端進(jìn)程啟動時也默認(rèn)會連接到這個UNIX域套接字文件之上。

如果不明白UNIX域套接字到底是什么也沒關(guān)系，只要知道這是進(jìn)程之間的一種通訊方式就可以了，這里提及的主要目的是希望讀者知曉MySQL客戶端和進(jìn)程通訊方式不止于TCP/IP協(xié)議

1.1.3 命名管道和共享內(nèi)存

如果你的MySQL是安裝在Windows主機(jī)之上，客戶端和服務(wù)器進(jìn)程可以使用命名管道和共享內(nèi)存的方式進(jìn)行通信。

不過使用這些通信方式需要在服務(wù)端和客戶端啟動時添加一些啟動參數(shù)。

• 使用命名管道進(jìn)行通信。需要在啟動服務(wù)器時添加--enable-named-pipe參數(shù)，同時在啟動客戶端進(jìn)程時添加--pipe或者--protocol=pipe參數(shù)
• 使用共享內(nèi)存進(jìn)行通信。需要在啟動服務(wù)器時添加--shared-memory參數(shù)，啟動成功后，共享內(nèi)存便成為本地客戶端程序的默認(rèn)連接方式；也可以在啟動客戶端進(jìn)程的命令中加上--protocol=memory參數(shù)明確指定使用共享內(nèi)存進(jìn)行通信

如果不明白命名管道和共享內(nèi)存到底是什么沒關(guān)系，只要知道這是進(jìn)程之間的一種通訊方式就可以了，這里提及的主要目的是希望讀者知曉MySQL客戶端和進(jìn)程通訊方式不止于TCP/IP協(xié)議

1.2 權(quán)限驗證

確認(rèn)通信方式并且成功建立連接之后，連接器就要開始驗證你的身份了，使用的信息就是你的用戶名和密碼。

• 如果用戶名或者密碼錯誤，客戶端連接會立即斷開
• 如果用戶名密碼認(rèn)證通過，連接器會到權(quán)限表里面查出當(dāng)前登陸用戶擁有的權(quán)限。之后這個連接里面的權(quán)限判斷邏輯，都將依賴于此時讀到的權(quán)限。

1.3 查看MySQL連接

每當(dāng)一個客戶端連接到服務(wù)端時，服務(wù)端進(jìn)程都會創(chuàng)建一個單獨的線程來處理當(dāng)前客戶端的交互操作。

那么如何查看MySQL當(dāng)前所有的連接？

mysql> show global status like 'Thread%';

+-------------------+-------+
| Variable_name     | Value |
+-------------------+-------+
| Threads_cached    | 0     |
| Threads_connected | 1     |
| Threads_created   | 1     |
| Threads_running   | 1     |
+-------------------+-------+

各字段含義如下表

建立連接之后，除非客戶端主動斷開連接，否則服務(wù)器會等待客戶端發(fā)送請求。但是線程的創(chuàng)建和保持是需要消耗服務(wù)器資源的，因此服務(wù)器會把長時間不活動的客戶端連接斷開。

有2個參數(shù)控制這個自動斷開連接的行為，每個參數(shù)都默認(rèn)為28800秒，8小時。

-- 非交互式超時時間，如JDBC連接
mysql> show global variables like 'wait_timeout';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| wait_timeout  | 28800 |
+---------------+-------+

-- 交互式超時時間，如數(shù)據(jù)庫查看工具Navicat等
mysql> show global variables like 'interactive_timeout';
+---------------------+-------+
| Variable_name       | Value |
+---------------------+-------+
| interactive_timeout | 28800 |
+---------------------+-------+

既然連接消耗資源，那是不是MySQL的最大連接數(shù)也有默認(rèn)限制呢？沒錯！默認(rèn)最大連接數(shù)為151。

mysql> show variables like 'max_connections';
+-----------------+-------+
| Variable_name   | Value |
+-----------------+-------+
| max_connections | 151   |
+-----------------+-------+

題外話：細(xì)心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)MySQL某些查詢語句帶有global關(guān)鍵字，這個關(guān)鍵字有什么含義呢？

MySQL的系統(tǒng)變量有兩個作用范圍（不區(qū)分大小寫），分別是

• GLOBAL（全局范圍）：變量的設(shè)置影響服務(wù)器和所有客戶端
• SESSION（會話范圍）：變量的設(shè)置僅影響當(dāng)前連接（會話）

但是并非每個參數(shù)都具有兩個作用范圍，比如允許同時連接到服務(wù)器的客戶端的數(shù)量max_connections就只有全局級別。

當(dāng)沒有帶作用范圍關(guān)鍵字時，默認(rèn)是SESSION級別，包括查詢和修改操作。

比如修改一個參數(shù)之后，在當(dāng)前窗口生效了，但是在其他窗口卻沒有生效

show VARIABLES like 'autocommit';
set autocommit = on;

因此，如果只是臨時修改，請使用SESSION級別，如果需要當(dāng)前設(shè)置在其他會話中生效，需要使用GLOBAL關(guān)鍵字。

到此為止，服務(wù)器進(jìn)程已經(jīng)和客戶端進(jìn)程建立了連接，下一步將處理客戶端傳來的請求了。