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深入剖析MySQL数据库架构：核心组件、存储引擎与优化策略（一）

news 来源：原创 2025/7/14 18:14:34

sql语句分为两大类：查询（select）、增删改----修改（update）

select语句的执行流程

执行sql语句的流程：连接数据库、缓存查询、解析器、优化器、执行器、存储引擎操作数据

客户端：图形界面工具，cmd窗口，Java代码。

先在缓存中查，MySQL缓存中的key是sql语句，sql语句多加一个空格之前的缓存就不能使用了。一般不使用mysql缓存，一般使用mybatis的一级缓存、二级缓存。

连接层

当mysql服务器启动（mysql服务器就是一个进程），等待客户端连接，每一个客户的连接请求，服务器都会创建一个新的线程处理（如果是线程池的话，则是分配一个空的线程），每个线程都是独立的，拥有各自的内存处理空间。

使用客户端（程序、客户端图形界面工具）访问mysql数据，第一步是连接上mysql的服务器。

1）协议问题

连接所使用的协议。大多数是TCP协议，也可以使用其他的协议，例如：unix socket（了解即可）

2）连接问题

连接可以是长连接也可以是短连接，短连接的特点是连接后立即关闭，比较消耗资源。长连接使用后不会立即释放，可以给其他的客户端继续使用，所以mysql大多数都是使用的长连接。

3）同步问题

Mysql支持同步和异步的方式，大多数使用的是同步的方式，异步会给编程带来复杂性。执行完一条SQL语句再执行下一句SQL语句-----同步

同步：当一个任务未完成，下一个任务无法开始

异步：异步任务可以独立执行

4）通过命令查看mysql服务器端连接相关的默认配置

show global status like'Thread%';

（查看mysql服务器端目前所创建立的连接 mysql属于一个进程每一个连接为一个线程）

连接在指定超时的时间后，会更新销毁。利用如下的命令可以查看。

-- 非交互式超时时间，例如：JDBC程序方式连接

show GLOBAL VARIABLES like'wait_timeout';

-- 交互式超时时间，如客户端工具

show GLOBAL VARIABLES like'interactive_timeout';

Mysql数据库默认支持的并发连接数量，默认值是151，是可以修改的。

-- 显示默认的最大并发连接数（最大并发连接数指的是数据库能够同时连接的人数）

show VARIABLES like'max_connections';

特别注意：

加了 Global 的命令是查看全局的参数，没有加是查看当前会话级别的参数。如果想设置全局的，需要修改mysql的配置文件。Linux系统下修改 /etc/my.cnf配置文件，windows下修改my.ini的配置文件。

缓存层

Mysql数据库中支持缓存，在5.7的版本中默认是关闭状态（在8的版本中已经去掉了mysql的缓存）。可以通过查看缓存相关的命令查看。

-- 查询mysql缓存

show VARIABLES like'query_cache%';

在mysql的配置文件my.ini或my.cnf中也可以找到缓存相关的配置，默认都是关闭的。

query_cache_size=0

以上信息是默认配置，其注释意思是说，MYSQL的查询缓存用于缓存select查询结果，并在下次接收到同样的查询请求时，不再执行实际查询处理而直接返回结果，有这样的查询缓存能提高查询的速度，使查询性能得到优化，前提条件是你有大量的相同或相似的查询，而很少改变表里的数据，否则没有必要使用此功能。Sql语句的更改（简单到修改了一个空格），都不会查询之前的缓存。表中完成了新增，修改数据缓存也会失效。

如果想使用缓存，具体的配置方法：

1．将query_cache_size设置为具体的大小，具体大小是多少取决于查询的实际情况，但最好设置为1024的倍数，参考值32M。

2．增加一行：query_cache_type=1

query_cache_type参数用于控制缓存的类型，注意这个值不能随便设置，必须设置为数字，可选项目以及说明如下：

如果设置为0，那么可以说，你的缓存根本就没有用，相当于禁用了。

如果设置为1，将会缓存所有的结果，除非你的select语句使用SQL_NO_CACHE禁用了查询缓存。

如果设置为2，则只缓存在select语句中通过SQL_CACHE指定需要缓存的查询

解析层

解析器解析编写的sql语句，根据关键字运算符等生成对应的树形结构。

词法和语法解析：

解析sql语句，生成树形结构。

解析树：

语义解析：判断表名或者字段是否存在，使用的别名是否正确。

例如：select * from xxx xxx表如果不存在，sql语句也会报错。

优化器

编写了一条sql语句，它是有多种执行路径的，只不过最终的执行结果是相同的。多种路径是由哪个组件来生成的，最终选择哪一个路径来执行该sql呢。

Mysql架构中使用优化器来根据解析树生成多条执行路径（执行计划），最终会选择一个执行计划去执行。

执行计划生成后，会选择优化器认为最优的执行计划进行执行。根据cost（成本）方式选择出来的优化器。

优化器还会对sql语句进行优化，例如在进行join多表查询的时候，哪张表先查，那张表后查询会进行优化，当一条sql执行可以使用几个索引，优化器也会选择出一个成本最优的索引使用。像sql语句中存在 1=1 的时候，也是可以把 1=1优化掉的。

如何去查看优化器生成的执行计划，加入explain去执行sql语句即可。

如果想查看更详细的信息，可以显示json的数据格式。

EXPLAIN FORMAT=JSON select* from t_person

Select * from user；

Select * from user where1=1；

执行器

存储器

数据存储在本地磁盘（MySQL的安装目录中Data文件夹中）

存储引擎在MySQL的逻辑架构中位于第三层，负责MySQL中的数据的存储和提取。MySQL存储引擎有很多，不同的存储引擎保存数据和索引的方式是不同的。每一种存储引擎都有它的优势和劣势。

可以使用 show engines; 命令来查看当前数据库所支持的所有的存储引擎。

SHOW VARIABLES LIKE 'default_storage_engine%';-------查看默认存储引擎

select语句的执行流程

执行sql语句的流程：连接数据库、缓存查询、解析器、优化器、执行器、存储引擎操作数据

连接层

缓存层

解析层

优化器

执行器

存储器

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