一直是想知道一條SQL語句是怎么被執行的，它執行的順序是怎樣的，然后查看總結各方資料，就有了下面這一篇博文了。

本文將從MySQL總體架構---》查詢執行流程---》語句執行順序來探討一下其中的知識。

一、MySQL架構總覽：

架構最好看圖，再配上必要的說明文字。

下圖根據參考書籍中一圖為原本，再在其上添加上了自己的理解。

從上圖中我們可以看到，整個架構分為兩層，上層是MySQLD的被稱為的‘SQL Layer’，下層是各種各樣對上提供接口的存儲引擎，被稱為‘Storage Engine Layer’。其它各個模塊和組件，從名字上就可以簡單了解到它們的作用，這里就不再累述了。

二、查詢執行流程

下面再向前走一些，容我根據自己的認識說一下查詢執行的流程是怎樣的：

1.連接

1.1客戶端發起一條Query請求，監聽客戶端的‘連接管理模塊’接收請求

1.2將請求轉發到‘連接進/線程模塊’

1.3調用‘用戶模塊’來進行授權檢查

1.4通過檢查后，‘連接進/線程模塊’從‘線程連接池’中取出空閑的被緩存的連接線程和客戶端請求對接，如果失敗則創建一個新的連接請求

2.處理

2.1先查詢緩存，檢查Query語句是否完全匹配，接著再檢查是否具有權限，都成功則直接取數據返回

2.2上一步有失敗則轉交給‘命令解析器’，經過詞法分析，語法分析后生成解析樹

2.3接下來是預處理階段，處理解析器無法解決的語義，檢查權限等，生成新的解析樹

2.4再轉交給對應的模塊處理

2.5如果是SELECT查詢還會經由‘查詢優化器’做大量的優化，生成執行計劃

2.6模塊收到請求后，通過‘訪問控制模塊’檢查所連接的用戶是否有訪問目標表和目標字段的權限

2.7有則調用‘表管理模塊’，先是查看table cache中是否存在，有則直接對應的表和獲取鎖，否則重新打開表文件

2.8根據表的meta數據，獲取表的存儲引擎類型等信息，通過接口調用對應的存儲引擎處理

2.9上述過程中產生數據變化的時候，若打開日志功能，則會記錄到相應二進制日志文件中

3.結果

3.1Query請求完成后，將結果集返回給‘連接進/線程模塊’

3.2返回的也可以是相應的狀態標識，如成功或失敗等

3.3‘連接進/線程模塊’進行后續的清理工作，并繼續等待請求或斷開與客戶端的連接

三、SQL解析順序

接下來再走一步，讓我們看看一條SQL語句的前世今生。

首先看一下示例語句

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 》

然而它的執行順序是這樣的

1 FROM 《left_table》

2 ON 《join_condition》

3 《join_type》 JOIN 《right_table》

4 WHERE 《where_condition》

5 GROUP BY 《group_by_list》

6 HAVING 《having_condition》

7 SELECT

8 DISTINCT 《select_list》

9 ORDER BY 《order_by_condition》

10 LIMIT 《limit_number》

雖然自己沒想到是這樣的，不過一看還是很自然和諧的，從哪里獲取，不斷的過濾條件，要選擇一樣或不一樣的，排好序，那才知道要取前幾條呢。

既然如此了，那就讓我們一步步來看看其中的細節吧。

準備工作

1.創建測試數據庫

create database testQuery

2.創建測試表

CREATE TABLE table1

（

uid VARCHAR（10） NOT NULL，

name VARCHAR（10） NOT NULL，

PRIMARY KEY（uid）

）ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;

CREATE TABLE table2

（

oid INT NOT NULL auto_increment，

uid VARCHAR（10），

PRIMARY KEY（oid）

）ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;

3.插入數據

INSERT INTO table1（uid，name） VALUES（‘aaa’，‘mike’），（‘bbb’，‘jack’），（‘ccc’，‘mike’），（‘ddd’，‘mike’）;

INSERT INTO table2（uid） VALUES（‘aaa’），（‘aaa’），（‘bbb’），（‘bbb’），（‘bbb’），（‘ccc’），（NULL）;

4.最后想要的結果

SELECT

a.uid，

count（b.oid） AS total

FROM

table1 AS a

LEFT JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

WHERE

a. NAME = ‘mike’

GROUP BY

a.uid

HAVING

count（b.oid） 《 2

ORDER BY

total DESC

LIMIT 1;

！現在開始SQL解析之旅吧！

1. FROM

當涉及多個表的時候，左邊表的輸出會作為右邊表的輸入，之后會生成一個虛擬表VT1。

（1-J1）笛卡爾積

計算兩個相關聯表的笛卡爾積（CROSS JOIN） ，生成虛擬表VT1-J1。

mysql》 select * from table1，table2;

+-----+------+-----+------+

| uid | name | oid | uid |

+-----+------+-----+------+

| aaa | mike | 1 | aaa |

| bbb | jack | 1 | aaa |

| ccc | mike | 1 | aaa |

| ddd | mike | 1 | aaa |

| aaa | mike | 2 | aaa |

| bbb | jack | 2 | aaa |

| ccc | mike | 2 | aaa |

| ddd | mike | 2 | aaa |

| aaa | mike | 3 | bbb |

| bbb | jack | 3 | bbb |

| ccc | mike | 3 | bbb |

| ddd | mike | 3 | bbb |

| aaa | mike | 4 | bbb |

| bbb | jack | 4 | bbb |

| ccc | mike | 4 | bbb |

| ddd | mike | 4 | bbb |

| aaa | mike | 5 | bbb |

| bbb | jack | 5 | bbb |

| ccc | mike | 5 | bbb |

| ddd | mike | 5 | bbb |

| aaa | mike | 6 | ccc |

| bbb | jack | 6 | ccc |

| ccc | mike | 6 | ccc |

| ddd | mike | 6 | ccc |

| aaa | mike | 7 | NULL |

| bbb | jack | 7 | NULL |

| ccc | mike | 7 | NULL |

| ddd | mike | 7 | NULL |

+-----+------+-----+------+

28 rows in set （0.00 sec）

（1-J2）ON過濾

基于虛擬表VT1-J1這一個虛擬表進行過濾，過濾出所有滿足ON 謂詞條件的列，生成虛擬表VT1-J2。

注意：這里因為語法限制，使用了‘WHERE’代替，從中讀者也可以感受到兩者之間微妙的關系；

mysql》 SELECT

-》 *

-》 FROM

-》 table1，

-》 table2

-》 WHERE

-》 table1.uid = table2.uid

-》 ;

+-----+------+-----+------+

| uid | name | oid | uid |

+-----+------+-----+------+

| aaa | mike | 1 | aaa |

| aaa | mike | 2 | aaa |

| bbb | jack | 3 | bbb |

| bbb | jack | 4 | bbb |

| bbb | jack | 5 | bbb |

| ccc | mike | 6 | ccc |

+-----+------+-----+------+

6 rows in set （0.00 sec）

（1-J3）添加外部列

如果使用了外連接（LEFT，RIGHT，FULL），主表（保留表）中的不符合ON條件的列也會被加入到VT1-J2中，作為外部行，生成虛擬表VT1-J3。

mysql》 SELECT

-》 *

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid;

+-----+------+------+------+

| uid | name | oid | uid |

+-----+------+------+------+

| aaa | mike | 1 | aaa |

| aaa | mike | 2 | aaa |

| bbb | jack | 3 | bbb |

| bbb | jack | 4 | bbb |

| bbb | jack | 5 | bbb |

| ccc | mike | 6 | ccc |

| ddd | mike | NULL | NULL |

+-----+------+------+------+

7 rows in set （0.00 sec）

下面從網上找到一張很形象的關于‘SQL JOINS‘的解釋圖，如若侵犯了你的權益，請勞煩告知刪除，謝謝。

2. WHERE

對VT1過程中生成的臨時表進行過濾，滿足WHERE子句的列被插入到VT2表中。

注意：

此時因為分組，不能使用聚合運算；也不能使用SELECT中創建的別名；

與ON的區別：

如果有外部列，ON針對過濾的是關聯表，主表（保留表）會返回所有的列；

如果沒有添加外部列，兩者的效果是一樣的；

應用：

對主表的過濾應該放在WHERE；

對于關聯表，先條件查詢后連接則用ON，先連接后條件查詢則用WHERE；

mysql》 SELECT

-》 *

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

-》 WHERE

-》 a. NAME = ’mike‘;

+-----+------+------+------+

| uid | name | oid | uid |

+-----+------+------+------+

| aaa | mike | 1 | aaa |

| aaa | mike | 2 | aaa |

| ccc | mike | 6 | ccc |

| ddd | mike | NULL | NULL |

+-----+------+------+------+

4 rows in set （0.00 sec）

3. GROUP BY

這個子句會把VT2中生成的表按照GROUP BY中的列進行分組。生成VT3表。

注意：

其后處理過程的語句，如SELECT，HAVING，所用到的列必須包含在GROUP BY中，對于沒有出現的，得用聚合函數；

原因：

GROUP BY改變了對表的引用，將其轉換為新的引用方式，能夠對其進行下一級邏輯操作的列會減少；

我的理解是：

根據分組字段，將具有相同分組字段的記錄歸并成一條記錄，因為每一個分組只能返回一條記錄，除非是被過濾掉了，而不在分組字段里面的字段可能會有多個值，多個值是無法放進一條記錄的，所以必須通過聚合函數將這些具有多值的列轉換成單值；

mysql》 SELECT

-》 *

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

-》 WHERE

-》 a. NAME = ’mike‘

-》 GROUP BY

-》 a.uid;

+-----+------+------+------+

| uid | name | oid | uid |

+-----+------+------+------+

| aaa | mike | 1 | aaa |

| ccc | mike | 6 | ccc |

| ddd | mike | NULL | NULL |

+-----+------+------+------+

3 rows in set （0.00 sec）

4. HAVING

這個子句對VT3表中的不同的組進行過濾，只作用于分組后的數據，滿足HAVING條件的子句被加入到VT4表中。

mysql》 SELECT

-》 *

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

-》 WHERE

-》 a. NAME = ’mike‘

-》 GROUP BY

-》 a.uid

-》 HAVING

-》 count（b.oid） 《 2;

+-----+------+------+------+

| uid | name | oid | uid |

+-----+------+------+------+

| ccc | mike | 6 | ccc |

| ddd | mike | NULL | NULL |

+-----+------+------+------+

2 rows in set （0.00 sec）

5. SELECT

這個子句對SELECT子句中的元素進行處理，生成VT5表。

（5-J1）計算表達式 計算SELECT 子句中的表達式，生成VT5-J1

（5-J2）DISTINCT

尋找VT5-1中的重復列，并刪掉，生成VT5-J2

如果在查詢中指定了DISTINCT子句，則會創建一張內存臨時表（如果內存放不下，就需要存放在硬盤了）。這張臨時表的表結構和上一步產生的虛擬表VT5是一樣的，不同的是對進行DISTINCT操作的列增加了一個唯一索引，以此來除重復數據。

mysql》 SELECT

-》 a.uid，

-》 count（b.oid） AS total

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

-》 WHERE

-》 a. NAME = ’mike‘

-》 GROUP BY

-》 a.uid

-》 HAVING

-》 count（b.oid） 《 2;

+-----+-------+

| uid | total |

+-----+-------+

| ccc | 1 |

| ddd | 0 |

+-----+-------+

2 rows in set （0.00 sec）

6.ORDER BY

從VT5-J2中的表中，根據ORDER BY 子句的條件對結果進行排序，生成VT6表。

注意：

唯一可使用SELECT中別名的地方；

mysql》 SELECT

-》 a.uid，

-》 count（b.oid） AS total

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT OUTER JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

-》 WHERE

-》 a. NAME = ’mike‘

-》 GROUP BY

-》 a.uid

-》 HAVING

-》 count（b.oid） 《 2

-》 ORDER BY

-》 total DESC;

+-----+-------+

| uid | total |

+-----+-------+

| ccc | 1 |

| ddd | 0 |

+-----+-------+

2 rows in set （0.00 sec）

7.LIMIT

LIMIT子句從上一步得到的VT6虛擬表中選出從指定位置開始的指定行數據。

注意：

offset和rows的正負帶來的影響；

當偏移量很大時效率是很低的，可以這么做：

采用子查詢的方式優化，在子查詢里先從索引獲取到最大id，然后倒序排，再取N行結果集

采用INNER JOIN優化，JOIN子句里也優先從索引獲取ID列表，然后直接關聯查詢獲得最終結果

mysql》 SELECT

-》 a.uid，

-》 count（b.oid） AS total

-》 FROM

-》 table1 AS a

-》 LEFT JOIN table2 AS b ON a.uid = b.uid

-》 WHERE

-》 a. NAME = ’mike‘

-》 GROUP BY

-》 a.uid

-》 HAVING

-》 count（b.oid） 《 2

-》 ORDER BY

-》 total DESC

-》 LIMIT 1;

+-----+-------+

| uid | total |

+-----+-------+

| ccc | 1 |

+-----+-------+

1 row in set （0.00 sec）

至此SQL的解析之旅就結束了

參考書籍：

《MySQL性能調優與架構實踐》

《MySQL技術內幕：SQL編程》

尾聲：

嗯，到這里這一次的深入了解之旅就差不多真的結束了，雖然也不是很深入，只是一些東西將其東拼西湊在一起而已，參考了一些以前看過的書籍，大師之筆果然不一樣。而且在這過程中也是get到了蠻多東西的，最重要的是更進一步意識到，計算機軟件世界的宏大呀~

責任編輯：haq