MySQL 是开发人员经常打交道的一款数据库，但可能正是由于我们对它太过习以为常，以至于很多原理上的东西不求甚解。

例如，下面这条 SQL 语句在数据库里是如何执行的，可能你并没有细思过：

select * from T where ID=10；

那么接下来我们就将 MySQL 大致拆解一下，分析这样一条语句在 MySQL 内部是如何运行的。

MySQL 整体架构

认识新事物，切忌看山是山，看水是水。需先窥其全貌，再俯视细节。

整体上 MySQL 可以分为两个部分：Server 层和存储引擎层。

Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），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、视图等。

而存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。不同的存储引擎共用一个Server 层。

接下来我们结合开头提到的那条 SQL 语句，依次看下每个组件的作用。

连接器

在语句执行之前，需要先连接到 MySQL 数据库上。这时接待你的就是连接器，建立连接指令如下：

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

当然在实际开发过程中，我们很少会用到这条指令，因为这一般是数据库管理软件（SQLyog、Navicat）替我们做的。

用户名密码认证通过之后，连接器会到权限表里面查出你拥有的权限。之后，这个连接里面的权限判断逻辑，都将依赖于此时读到的权限。

也就是说，一个用户成功建立连接后，即使你用管理员账号对这个用户的权限做了修改，也不会影响已经存在连接的权限。修改完成后，只有再新建的连接才会使用新的权限设置。

由于建立连接的过程比较复杂，一般开发中使用长连接。而 MySQL 在执行过程中临时使用的内存是管理在连接对象里面的。这些资源会在连接断开的时候才释放。所以如果长连接累积下来，可能导致内存占用太大，被系统强行杀掉（OOM），从现象看就是 MySQL 异常重启了。

对于长连接带来的内存增长问题，有以下两种解决方案：

1. 定期断开长连接。使用一段时间，或者程序里面判断执行过一个占用内存的大查询后，断开连接，之后要查询再重连。
2. 如果你用的是 MySQL 5.7 或更新版本，可以在每次执行一个比较大的操作后，通过执行 mysql_reset_connection 来重新初始化连接资源。这个过程不需要重连和重新做权限验证，但是会将连接恢复到刚刚创建完时的状态。

查询缓存

建立连接之后，SQL 并不会立刻得到执行，而是会来到查询缓存，看看缓存中是否有这条 SQL 的执行结果。如果命中缓存，就不需要后续操作，直接返回缓存中的结果，效率非常高。

但是大多数情况下不建议使用查询缓存，为什么呢？因为查询缓存往往弊大于利。查询缓存的失效非常频繁，只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。

所以 MySQL 5.6 默认是关闭缓存的，而 MySQL 8.0 版本直接将查询缓存的整块功能删掉了，也就是说 8.0 开始彻底没有这个功能了。

当然，如果场景需要用到，还是可以使用的。比如系统配置表这种静态表，很少会有改动，这种表上就很适合使用查询缓存。

分析器

如果缓存没有命中，就正式进入执行 SQL 的流程。SQL 是开发人员和数据库交互的语言，MySQL 通过分析 SQL 知道需要做些什么。

分析器先会做“词法分析”。一条 SQL 语句由多个字符串和空格组成，分析器会识别出里面的字符串分别是什么，代表什么。

例如通过我们输入的"select"关键字识别出来，这是一个查询语句。然后把字符串“T”识别成“表名 T”，把字符串“ID”识别成“列 ID”。

做完了这些识别以后，就要做“语法分析”。根据词法分析的结果，语法分析器会根据语法规则，判断你输入的这个 SQL 语句是否满足 MySQL 语法。

如果语句不对，就会收到“You have an error in your SQL syntax”的错误提醒。

另外提一句，由于在设计上受 Oracle 影响颇深，分析器也分析了 SQL 中表、列是否存在。 例如列不存在，就会抛出“unknown column in field list”错误提醒。

优化器

进入优化器说明 SQL 语句是符合标准语义规则并且可以执行，接着优化器会根据执行计划匹配最优的选择。例如表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引；或者在一个语句有多表关联的时候，决定各个表的连接顺序。

举个例子，表 T 对列 A、B、C 建立联合索引（A,B,C），此时查询 SQL 为：

select * from T where B=x and A=y and C=z;

由于联合索引需要符合最左原则才能使用，理论上这条 SQL 是无法使用联合索引，但其实优化器会将这条 SQL 的优化为：

select * from T where A=y and B=x and C=z;

从而让底层可以匹配到索引。

执行器

经历过优化器的优化之后，执行器会调用对应的存储引擎执行 SQL。

不过在开始执行的时候，执行器要先判断一下你对这个表 T 有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有权限的错误，如“SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T” 。

如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。

比如我们这个例子的表 T 中，ID 字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的：

1. 调用 InnoDB 引擎接口取这个表的第一行，判断 ID 值是不是 10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中；

2. 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。

3. 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。

关于为什么对权限的检查不在优化器之前做？这是因为有些时候，SQL语句要操作的表不只是SQL字面上那些。比如如果有个触发器，得在执行器阶段（过程中）才能确定。优化器阶段前是无能为力的。