MySQL 中的 SQL 执行流程（5.7 之前的版本）

当执行一条查询 SQL 时，MySQL 5.7 之前的版本的 SQL 执行流程可以用下图进行概括：

以下对上图中的每一步进行分析。

第一步：查询缓存判断是否被命中

SQL 执行的第一步是 MySQL 服务端从 查询缓存 中检查当前需要执行的 SQL 能否命中查询缓存。MySQL 查询缓存的本质是将 SQL 及对应的执行结果，以键值对形式存入到内存中，如果发现需要执行的 SQL 在查询缓存中已存在该 SQL 及对应的执行结果映射，则直接从内存中取出数据进行返回。

根据 SQL 是否命中查询缓存将进行如下不同处理。

• 当命中查询缓存时：即查询缓存中存在当前 SQL 与执行结果的映射，则直接将查询缓存中该 SQL 对应的查询结果返回给客户端。
• 未命中查询缓存时：即查询缓存中不存在当前 SQL 与执行结果的映射，向下一步执行，即进入到解析器阶段。

但实际上查询缓存的命中率并不高，主要由以下两个方面的原因导致：

1. SQL 一旦发送变化，就将导致查询缓存中以 SQL 及查询结果的键值对映射失效。
2. SQL 访问对应表的表结构或表数据发生变更（包括 INSERT、UPDATE、DELETE、TRUNCATE TABLE、ALTER TABLE、DROP TABLE、DROP DATABASE 等），都将导致查询缓存中以 SQL 及查询结果的键值对映射失效。

查询缓存是 MySQL 8.0 前的版本特有的逻辑。因为查询缓存的命中率并不高的原因，所以在 MySQL 8.0 版本中，该功能被抛弃。

需要注意的是，并不是任何 SQL 及其执行结果都会被放入到查询缓存中。当查询请求中包含某些用户自定义变量或函数、系统函数、系统表时，都将使查询缓存失效，及查询结果并不会放入到查询缓存中。不将这些内容放入到查询缓存中，是由于这些内容的执行结果可能会发生变化，导致同一条查询 SQL 的执行获得了不同的查询结果。例如，查询请求中包含对日期函数 NOW() 的调用，而 NOW() 的结果每时每刻都不同。

可以通过如下 SQL 查看 query_cache_type 参数的值以确认查询缓存是否开启：

SHOW variables LIKE '%query_cache_type%';

该命令的执行结果 Value 即说明当前数据库实例中查询缓存是否开启，值为 On 说明查询缓存开启，值为 OFF 说明查询缓存关闭。

例如：

以上案例中，Value 列值为 OFF 即代表当前数据库实例下的查询缓存是关闭的。

第二步：解析器进行语法及语义分析

解析器又被称为分析器，当查询缓存未命中时，SQL 的执行进入第二阶段。第二阶段由解析器将对 SQL 进行语法及语义分析。

该阶段由两个步骤组成：

1. 词法分析：传入的 SQL 语句本质上是多个字符串与空格的组合，解析器将这些字符串与空格解析为对应 MySQL 中的含义。

   例如：

   SELECT * FROM student WHERE id = 5;
   

   上述 SQL 案例，其中的 SELECT 将被解析器识别为一个查询类型的 SQL、student 将被识别为当前数据库下的一张表等等。

2. 语法分析：判断传入 SQL 是否符合 MySQL 语法。当语法有误时，MySQL 将抛出 You have an error in your SQL syntax... 的错误提示。

   例如：

   SELECT * FORM sys_user;
   

   上述 SQL 案例将 FROM 故意错写为 FORM，SQL 的执行结果为：

   You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'FORM sys_user' at line 1
   

第三步：优化器确认 SQL 执行方式

一条查询 SQL 可以有多种执行方式且多种执行方式的最终返回结果都是相同的，优化器的职责是分析得到最优的执行计划。优化器通过选择 SQL 执行的最优计划，确认 SQL 以何种方式执行，从而减少 SQL 查询在数据库系统层面的各项开销。在优化器中，SQL 的执行方式将会被确认。

具体而言，优化器的主要作用有：

1. 如果当需要访问的表存在多个索引，该选择何种索引；
2. 存在多表连接（JOIN）时，各个表的连接顺序；
3. 子查询转为连接、外连接转为内连接；

除了上述的作用，优化器还有表达式简化等功能。

此外，查询优化器可分为逻辑查询优化阶段与物理查询优化阶段。

• 逻辑查询优化：指的是改变 SQL 语句内容从而使 SQL 查询更高效，同时为物理查询优化提供更多的候选执行计划。通常采用的方式是对 SQL 语句进行等价交换，对查询进行重写，而查询重写的数学基础就是关系代数。对条件表达式进行等价谓词重写、条件简化，对视图进行重写，对连接语义进行外连接消除、嵌套消除等。
• 物理查询优化：指的是基于关系代数进行的查询重写，而关系代数的每一步都对应物理计算，这些物理计算往往存在多种算法，因此需要计算各种物理路径的代价，从而选择代价最小的作为执行计划。在该阶段中，对于单表与多表连接的操作，需要高效地使用索引以提高查询效率。

第四步：执行器执行 SQL

执行器将首先检查当前用户是否拥有权限，根据是否拥有权限做不同的处理：

• 当前用户无权限：返回权限错误。
• 当前用户有权限：继续向下处理。

检查完当前用户权限后，若当前用户有权限，执行器将打开 MySQL 数据表，在打开 MySQL 数据表时将会根据表存储引擎的定义调用相关存储引擎 API 对表进行数据查询并返回结果。

需要注意的是，在 MySQL 8.0 以下版本中，在查询缓存开启的情况下，则会将返回数据放入查询缓存中。