查询的执行流程

执行流程整体分为：客户端连接-连接器-查询缓存-解析器-预处理器-查询优化器-执行器-存储引擎 -返回结果。

1.连接器 

建立TCP连接，校验账号密码，权限。

分配线程处理当前会话，保存该用户的表权限，视图权限。

长连接/短连接管理，空闲时超时断开。

2.查询缓存

逻辑：key=SQL文本+会话环境，value=结果集。

命中直接返回结果，跳过解析/优化/执行。

失效严重：表发生增删改，结构变更，整张表缓存全部清空，线上基本禁用

3.解析器

词法分析：拆分SQL为token(关键字，表名，字段，运算符，常量)。

语法分析：根据MySQL语法规则生成语法树AST。

4.预处理器

基于AST做语义校验：

1.检查表，字段是否存在。

2.校验别名冲突，字段歧义。

3.处理试图，存储过程，常量替换

4.权限二次校验：当前用户是否拥有该表/字段查询权限。

5.查询优化器Optimizer

输入：合法AST

输出：最优执行计划

作用：选出代价最小的执行方案

6.执行器

拿到执行计划，调用存储引擎接口逐行读取数据：

1. 按计划选择索引、过滤条件、连接顺序；
2. 调用引擎read_row()获取数据；
3. 应用where过滤、group by聚合、order by排序、limit截断；
4. 组装结果，返回客户端

7.InnoDB存储引擎

• 判断数据是否在缓冲池 Buffer Pool，命中直接返回；
• 未命中走磁盘 IO 加载页到缓冲池；
• MVCC 事务隔离、行锁、undo/redo 日志、事务可见性判断；
• 返回行数据给执行器。

查询优化器的工作原理

MySQL优化器是基于代价的优化器CBO，核心逻辑：生成多种可执行方案，计算每种方案的预估代价，选择代价最低的执行计划。

阶段一：等价变换

不改变语义，但简化查询，减少后续计算开销。

1.常量传递：select * from t where id = 1 and a = id;

2.去除无用条件：where 1=0 直接返回空结果，and 1=1删除恒真条件

3.子查询展开/消除：IN子查询转JOIN,相关子查询扁平化，避免重复扫描。

4.外连接转内连接：若where条件过滤掉NULL，LEFT JOIN 等价于INNER JOIN ,优化连接成本

5.谓词下推：把过滤条件尽量下推到表的扫描阶段，减少JOIN行数。聚合提前过滤，having条件下推到where.

6.合并/消除派生表，视图：子查询派生表直接合并到外层，避免临时表的开销

阶段二：枚举可执行方案

优化器要做三件关键抉择，组合出大量执行方案：

1.多表JOIN连接顺序选择

2.每种表选择访问方式（单表扫描方案）

3. 排序 / 聚合策略选择

阶段三：代价模型计算Cost评估

• 表总行数、数据页数量；
• 索引基数（cardinality，索引区分度）；
• 单条记录长度、字段 NULL 比例；
• 索引区间数据分布。

阶段四：生成执行计划&输出

• 确定最终索引、JOIN 顺序、驱动表、是否 filesort、是否临时表；
• 生成结构化执行计划，explain 命令可查看；
• 传递给执行器执行。