学习一样技术，首先要从整体看，先从整体鸟瞰全面，才能让你从高维度看问题，mysql是我们最常用的数据库，平常我们使用数据库看到的都是一个整体，很少关注一条sql的执行流程，譬如： select * from T where ID=10；我们看到的只是一个sql语句和返回结果，却不知道内部的执行过程。

下面我们根据一条sql的执行来拆解mysql的基本架构，通过拆解来加深对mysql的理解，在使用mysql的过程中可以快速的定位问题。mysql的结构图如下：

mysql分为server层和存储引擎层。server层包含连接器、缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖mysql的大多数的核心服务及功能，以及所有内置函数（如日期、时间、数学、加密函数）。所有的跨存储过程的功能都在该层实现，如存储过程、触发器、视图等。

存储层负责数据的存储和提取，对于各种存储引擎来说是插件式的，如Innodb，MyIsam等。从mysql5.6开始，mysql的默认存储引擎是Innodb。创建表的时候，选择Innodb基本不会有问题。

从图中不难看出，所有的存储引擎公用一个server层。

一、连接器

要想使用mysql第一步就是连接mysql，使用的就是连接器。例如输入的sql语句：

mysql -h$ip -P$port -u$user -p密码

客户端连接mysql服务器，在完成tcp三次握手之后，开始验证身份。

1、如果输入用户名或者密码错误，返回"Access denied for user"错误,客户端结束执行。

2、如果用户名和密码验证通过，则开始验证权限，去权限表里查询你拥有的权限，之后所有的权限判断都是基于一开始读取的权限来判断。之后即使使用管理员更改了已经连接成功的用户的权限，也不会影响已经存在的连接的权限，只有新建的连接才会使用新设置的权限。

连接完成后，如果没有后续的动作，连接就处于空闲状态。show processlist的结果里sleep的就是空闲的连接。

客户端如果太长时间没有动作，连接器就会自动断开。具体时间由wait_time_out参数的值确定，改参数默认值是8小时。

如果断开之后，继续使用该连接发送请求，就会收到提示：Lost connection to MySQL server...，这个时候需要重新连接，然后再执行请求。

在数据库里，长连接是指连接成功后，如果客户端有持续的请求，则一直使用该连接。短连接是指每次执行几个查询之后就断开连接，下次再查询再建立连接。

每次连接的建立非常复杂，建议尽量减少连接次数，使用长连接。

全部使用长连接之后，有时候内存会涨的特别快，因为mysql在执行过程中临时使用的的内存的管理在连接对象里，这些内存资源只有连接被断开的时候才会被释放。如果长连接积累下来，就会内存占用太大，被系统强行杀掉，表现为mysql异常重启。解决方案：

1、定期断开长连接，使用一段时间或者执行较大的沙勋之后，断开连接，之后查询再连接。

2、mysql5.7提供函数mysql_reset_connection来初始化连接资源，这个过程不需要重连和重新做权限验证，但是会回复到刚创建完时的状态。

二、查询缓存

连接建立完之后，查询逻辑就会首先查询缓存。mysql拿到一个查询请求之后会首先到缓存查看一下，是否之前查询过这条语句。之前执行的语句和结果可能会以key-value形式，被缓存到内存里。key是查询的语句，value是查询的结果，如果在缓存里找到key，value就会直接返回给客户端。

如果查询语句不在缓存中，就会执行后面的执行阶段。执行完后，执行结果会被存入查询缓存中。

大多数情况下，不建议使用查询缓存，查询缓存利大于弊。查询缓存的失效非常频繁，只要对一个表更新，这个表上的所有查询缓存就会被情况，因此可能费劲的刚存起来还没用，就被全部清空了。对于更新压力大的数据库来说，查询缓存的命中率会非常低。除非你的业务都是静态表，使用查询缓存会提高效率。mysql8.0已经将查询缓存整个功能模块给砍掉了。

三、分析器

查询缓存没有命中，就要往下执行。首先需要指定sql命令做什么，分析器会对sql命令进行词法分析。分析每个字符串做什么，是否符合mysql语法，sql命令是否合法，由分析器来判断。

四、优化器

分析器解决做什么，优化器负责怎么做。优化器是在表里有多个索引，决定使用哪个索引，或者表jion的时候，先执行哪个表，确定连接顺序：

 select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;

1、可以先取t1表中c=10的数据，再根据id连接到t2，判断t2里面d的值是否等于20

2、可以先取t2表中d=20的数据，再根据id连接到t1，判断t1里面c是否等于10；

两种执行顺序执行结果一致，但执行效率会有所不同，而优化器就是判断执行效率会最高，确定执行方案。

五、执行器

通过分析器知道做什么，通过优化器知道怎么做，于是就进入了执行阶段。

执行器首先会判断权限，如果没有就会返回没有权限的错误。

对于没有索引的表，查询的时候会调用引擎接口取表的第一行，是否id等于10，如果不是则跳过，找下一行，如果是则保存到结果集里。一直重复以上逻辑，直到最后一行。

对于有索引的表，执行逻辑差不多，只是第一次调用的是满足条件的第一行接口，之后循环调用满足条件的下一行接口，这些接口都是引擎定义好的。

rows_examined代表扫描了多少行，慢查询和explain里可以看到。