MySQL上执行一条SQL语句的全过程解密

大家在学习mysql时大多都会是体系化的学习，深入了解mysql中的各种组件各种索引、锁机制，但是从整体视角如果在Mysql执行一条sql语句究竟发生了什么？会经过哪些组件？本文会从整体视角详细讲下

一、整体阶段：

先说结论，从sql语句到达mysql客户端到返回结果共经过以下流程：

客户端 → 连接器 → 查询缓存（已废弃）→ 分析器 → 优化器 → 执行器 → 存储引擎 → 返回结果

二、详细介绍：

1.客户端：

用户通过客户端工具（如 mysql 命令行、Navicat、JDBC 等）发送一条 SQL 语句，例如：

SELECT id, name FROM users WHERE age > 25;

2.连接器:

• 负责处理客户端连接、权限验证、维持会话。
• 验证用户名密码，检查用户是否有权限访问目标数据库/表。
• 创建一个“线程”来处理该连接，并维护连接状态（如事务、临时表等）。
• 如果使用长连接，这个线程会保持活跃；短连接则用完断开。

3.查询缓存   —— ⚠️ 已废弃（MySQL 8.0+）

• 在旧版 MySQL（<8.0）中，SQL 语句会被哈希后查找是否已有结果缓存。
• 如果命中，直接返回结果，跳过后续步骤。
• 但由于更新频繁导致缓存失效严重，性能差，MySQL 8.0 起已完全删除此模块

4.分析器  —— 语法与语义分析

分析器一句话描述就是执行sql先分析一波，分析你要做啥，如果你的sql有问题会直接报错，就像工作中老板向我们派发工作，你得先分析下能不能做，不能做及时反馈给老板，让老板调整工作内容，具体实现以刚刚sql为例：

(1) 词法分析

• 将 SQL 字符串拆分为“词元”（Token），比如：
  • SELECT → 关键字
  • id, name → 标识符
  • > → 操作符
  • 25 → 数值常量

(2) 语法分析

• 根据 MySQL 的语法规则，构建出 抽象语法树
• 检查语法是否正确，例如：
  • 是否缺少关键字？
  • 括号是否匹配？
  • 表达式结构是否合法？

❌ 若语法错误 → 报错：You have an error in your SQL syntax...

(3) 语义分析

• 验证对象是否存在：
  • 数据库 xxx 是否存在？
  • 表 users 是否存在？
  • 列 age 是否存在？
• 权限检查：当前用户是否有读取该表的权限？
• 解析出涉及的表、字段、条件、排序等信息。

5.优化器  —— 生成执行计划、

这是 SQL 执行过程中最复杂也最智能的部分。优化器的目标是找到一个最优的执行计划 (Execution Plan)，以尽可能低的成本（主要是 I/O 和 CPU 时间）完成查询。具体如下

（1）选择访问方式

• 全表扫描 vs 索引扫描
• 使用哪个索引？（如果有多个索引）
• 是否走覆盖索引（Covering Index）？

（2）选择连接顺序

• 多表 JOIN 时，先查哪张表效率更高？
• 例如：A JOIN B 还是 B JOIN A 更快？

🎯 输出结果：执行计划

6.执行器 —— 调用存储引擎接口执行

执行器根据优化器生成的执行计划，调用存储引擎的 API 来实际读写数据。

主要职责：

• 调用存储引擎（如 InnoDB）的接口进行数据读取或修改。
• 处理记录的过滤、排序、分组、聚合等操作。
• 对于 DML 操作，还需处理事务、锁、日志等。

上述sql为例：

（1）打开表 users（调用 handler::open()）

（2）根据索引或主键查找满足 age > 25 的记录

（3）逐行读取数据（调用 index_read() 或 rnd_next()）

（4）检查是否符合 WHERE 条件（回表、二次过滤）

（5）提取 id, name 字段

（6）将符合条件的结果返回给执行器

（7）执行器组织成结果集，发送给客户端

7.存储引擎层（如 InnoDB）

真正负责数据的物理存储和检索。

InnoDB 的典型行为包括：

• 使用 B+ 树管理索引和数据页
• 通过缓冲池  缓存热点数据
• 实现 MVCC（多版本并发控制）支持快照读
• 加行锁、间隙锁（防止幻读）
• 写 Redo Log（持久性）、Undo Log（事务回滚）

👉 执行器每请求一行，InnoDB 就返回一行（“流式”读取）

8.返回结果给客户端

通过网络协议传回客户端

三、不同类型 SQL 的差异

四、总结：

[客户端] 
   ↓ 发送 SQL
[连接器] → 验证身份 & 创建连接线程
   ↓
[分析器] → 词法/语法/语义分析 → 构建 AST
   ↓
[优化器] → 生成最优执行计划（EXPLAIN 可见）
   ↓
[执行器] → 调用存储引擎 API 执行
   ↓
[存储引擎 InnoDB] → 读取磁盘/内存数据 + 加锁 + 写日志
   ↑
[执行器] ← 获取每一行数据
   ↓
[执行器] 组织结果集
   ↓
[返回客户端]