當(dāng)我們執(zhí)行一條select語(yǔ)句后，究竟Mysql做了些什么虎锚？整個(gè)過程其實(shí)可以涉及到Mysql的組成結(jié)構(gòu)硫痰，Innodb的頁(yè)結(jié)構(gòu)以及Mysql的索引原理。本文中我們會(huì)一一講到：
首先這個(gè)問題會(huì)涉及到Mysql的組成結(jié)構(gòu)：

Mysql組成結(jié)構(gòu)

很清晰可以看見Mysql的組成結(jié)構(gòu)包括3個(gè)主要部分：客戶端（Client）窜护、服務(wù)端（Server）效斑、執(zhí)行引擎（Engine）。用戶就是通過客戶端輸入sql指令柱徙，其實(shí)另一種說(shuō)法Client不算是Mysql的組成部分缓屠，比如我們知道的Mysql Workbench，命令行工具护侮，它們不算Mysql的一部分藏研，我這里把它放進(jìn)來(lái)，是希望讀者可以整體的理解這個(gè)結(jié)構(gòu)概行，客戶端算與不算不影響討論實(shí)際問題蠢挡。服務(wù)端會(huì)接受客戶端來(lái)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)其進(jìn)行緩存查詢凳忙，詞義語(yǔ)義的分析业踏，sql語(yǔ)句優(yōu)化等等，最終通過執(zhí)行器找存儲(chǔ)引擎對(duì)磁盤上的表進(jìn)行操作涧卵。這就是Mysql整體的觀感勤家，之后我們會(huì)對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的解釋：

連接器：

顧名思義是用于Mysql和客戶端進(jìn)行連接，當(dāng)我們?cè)趖erminal中輸入：mysql -u username -p后柳恐，Mysql客戶端就會(huì)跟你服務(wù)器上的Mysql進(jìn)行友好的TCP三次握手伐脖，雙方狀態(tài)都變?yōu)閑stablished之后热幔，連接器開始驗(yàn)證你輸入的用戶名和密碼；

連接器處理連接請(qǐng)求

1. root用戶登陸

mysql -uroot -p

2. 進(jìn)入系統(tǒng)默認(rèn)的名字為“mysql”的數(shù)據(jù)庫(kù)

use mysql;

3. 在“mysql”數(shù)據(jù)庫(kù)中存在user表（show tables）

select * from user \G

用戶權(quán)限

用戶權(quán)限如上圖所示蠕啄，對(duì)于peita1這個(gè)user场勤，在數(shù)據(jù)庫(kù)subscribe_message_microservice中select權(quán)限、insert權(quán)限……都可以看到了歼跟。
這個(gè)權(quán)限被連接器拿到后會(huì)記錄下來(lái)和媳，這意味著在這一次數(shù)據(jù)庫(kù)連接的過程中，peita1用戶的權(quán)限就是如此了哈街，如果此時(shí)root用戶取消了peita1用戶對(duì)某數(shù)據(jù)庫(kù)的insert權(quán)限留瞳，在此次數(shù)據(jù)庫(kù)連接沒有斷開的情況下，peita1的insert權(quán)限不會(huì)受到影響骚秦。

查詢緩存：

首先聲明Mysql8.0之后查詢緩存模塊被拿掉了她倘，查詢緩存僅對(duì)于select語(yǔ)句，當(dāng)查詢緩存開啟的時(shí)候骤竹，比如對(duì)表A的select * from A;該語(yǔ)句和查詢結(jié)果會(huì)以HashMap的形式帝牡，將查詢語(yǔ)句（select * from A）作為key，結(jié)果作為value存儲(chǔ)起來(lái)蒙揣，當(dāng)你下一次進(jìn)行查詢的select查詢的時(shí)候靶溜，如果是一模一樣的查詢語(yǔ)句，則會(huì)命中懒震，且Mysql不往下執(zhí)行罩息，直接返回結(jié)果。當(dāng)然即便A表的查詢經(jīng)過緩存个扰，但是任意時(shí)候?qū)表進(jìn)行了增刪改操作瓷炮，這條與A表相關(guān)的緩存也會(huì)被清空。這里就有一個(gè)問題递宅！在查詢緩存打開的清空下娘香，每一張表進(jìn)行了增刪改之后都要檢查緩存，看看是否需要?jiǎng)h除記錄办龄，這對(duì)相應(yīng)的操作性能有影響烘绽，所以看起來(lái)這是一個(gè)不錯(cuò)的功能，但并不推薦使用俐填，更絕的是8.0之后就直接拿掉了安接。
我們就以查詢語(yǔ)句：select * from food where id = 3；為例英融，來(lái)看一看這樣的SQL語(yǔ)句是如何執(zhí)行的盏檐。

分析器

如果查詢緩存關(guān)閉或是沒有命中緩存的情況下歇式，SQL語(yǔ)句會(huì)進(jìn)入分析器，分析器做兩個(gè)事：一是詞義分析胡野，也就是說(shuō)根據(jù)你這個(gè)SQL字符和空格組成的字符串材失，對(duì)關(guān)鍵字進(jìn)行分析，比如發(fā)現(xiàn)有“select”给涕，Mysql就知道這是一個(gè)查詢語(yǔ)句豺憔，發(fā)現(xiàn)from后面的“food”额获，就知道food是表名够庙；在確定了這個(gè)SQL字符串是來(lái)干嘛的之后，就開始第二件事抄邀，語(yǔ)義分析耘眨，這就是我們熟悉的語(yǔ)法檢查，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤就報(bào)出：You have an error in your sql syntax境肾。

分析器的兩個(gè)步驟

優(yōu)化器：

優(yōu)化器會(huì)在連表查詢的時(shí)候確定怎樣的查詢順序比較好剔难，或是有多個(gè)索引的時(shí)候決定用哪一個(gè)索引，不用哪一個(gè)索引等等奥喻，它會(huì)根據(jù)執(zhí)行的效率進(jìn)行判斷偶宫。當(dāng)優(yōu)化器決定了最終的執(zhí)行方案后，就會(huì)交由執(zhí)行器進(jìn)行執(zhí)行环鲤。

執(zhí)行器：

在執(zhí)行select * from food where id = 3之前纯趋，執(zhí)行器會(huì)先判斷當(dāng)前的登陸用戶是否有權(quán)限訪問user這個(gè)表。根據(jù)優(yōu)化器的分析如果是全表掃描的話就會(huì)調(diào)用InnoDB執(zhí)行引擎調(diào)取第一行冷离，記錄之后調(diào)取“下一行”接口……直至找到吵冒；如果是通過索引查找，下文會(huì)詳細(xì)介紹查找過程西剥，最后執(zhí)行器將所有結(jié)果的集合返回給用戶痹栖。

數(shù)據(jù)頁(yè)結(jié)構(gòu)

當(dāng)目前為止這個(gè)SQL語(yǔ)句算是走完了Mysql的Server端，進(jìn)而來(lái)到了存儲(chǔ)引擎瞭空，從版本5.5.5之后揪阿，Mysql默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎就是InnoDB，這里我們就以它為例咆畏，進(jìn)行介紹南捂。上面我們說(shuō)了，執(zhí)行器在查詢SQL語(yǔ)句的時(shí)候鳖眼，會(huì)調(diào)InnoDB的接口一行一行查詢黑毅，這里有一個(gè)問題，InnoDB當(dāng)中是如何執(zhí)行的呢钦讳？如果查詢條件中有索引呢矿瘦？為了更準(zhǔn)確的描述這條語(yǔ)句的執(zhí)行枕面，我們先了解一下，InnoDB中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和索引的實(shí)現(xiàn)原理缚去。
InnoDB當(dāng)中數(shù)據(jù)是按照頁(yè)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)潮秘，我們看到下圖，就是InnoDB將數(shù)據(jù)按照頁(yè)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)易结。暫時(shí)分不清沒關(guān)系枕荞，我們看到User Records就是用戶的數(shù)據(jù)，在它下面Free Space字面意思是空閑空間搞动，其實(shí)可以理解成User Records的備胎空間躏精，新一條數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)來(lái)就從Free Space當(dāng)中拿一點(diǎn)空間來(lái)給到User Records。

數(shù)據(jù)頁(yè)結(jié)構(gòu)

Mysql當(dāng)中的表數(shù)據(jù)

Compact行格式

查看table信息

數(shù)據(jù)頁(yè)默認(rèn)大小

可以看到Compact和Dynamic對(duì)于行溢出的處理的不同，在第一頁(yè)Compact存放的是行數(shù)據(jù)的第一部分和下一部分的地址辅髓；而在Dynamic行格式的第一頁(yè)存放的僅僅是第一部分的地址泣崩，而不會(huì)存放數(shù)據(jù)，這樣做有一個(gè)好處洛口，因?yàn)榈谝豁?yè)只存放地址矫付，需要的行空間很小，這就意味著第一頁(yè)可以存放更多的行第焰，而這些行其實(shí)后面就是要講的索引的目錄买优！

索引原理

數(shù)據(jù)頁(yè)結(jié)構(gòu)還有一些沒有解釋的字段，我會(huì)放在后面，用到的時(shí)候進(jìn)行描述杀赢，這樣理解起來(lái)更生動(dòng)烘跺。
我們講到查詢，在Mysql中避不開索引脂崔，在印象當(dāng)中有索引的情況下滤淳，查詢效率會(huì)變高，如果問起原因砌左，可能有人會(huì)說(shuō)B+樹查找脖咐，本文準(zhǔn)備用倒推的方式，從現(xiàn)象倒推出B+的形成過程汇歹，我想這樣一來(lái)屁擅，你對(duì)于為什么是B+樹有更好的理解！我們先看這樣一個(gè)現(xiàn)象：執(zhí)行下面的SQL語(yǔ)句秤朗，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示和數(shù)據(jù)導(dǎo)入的順序不一樣煤蹭。

create table tab_1 (id integer primary key, name varchar(20));
insert into tab_1 (id, name) values (3,'tony'), (2, 'wang'), (8, 'zhang'), (6, 'lily');
select * from tab_1;

tab_1

鏈表輸入數(shù)據(jù)

1. 引入頁(yè)內(nèi)目錄
   如果我們想書的目錄一樣，在我們頁(yè)內(nèi)也設(shè)置一個(gè)目錄，這個(gè)目錄可以有效的劃分我們存儲(chǔ)的索引id瓶蝴，那么我們?cè)诓樵兊臅r(shí)候可以先根據(jù)頁(yè)內(nèi)目錄確定范圍幔烛，然后進(jìn)行查詢。下圖所示囊蓝，我們將頁(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)兩兩分組饿悬，將每組最小索引值拿出來(lái)作為我們目錄的key，value自然就是存放這個(gè)最小節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存引用了聚霜〗铺瘢可以看到，如果我們要訪問8蝎宇，就可以先通過目錄6節(jié)點(diǎn)弟劲，找到鏈表的下半部分，然后再開始找next節(jié)點(diǎn)姥芥。

   
   
   頁(yè)內(nèi)目錄

2. 引入頁(yè)目錄
   另一個(gè)問題隨之而來(lái)兔乞，如果數(shù)據(jù)越來(lái)越多，數(shù)據(jù)需要分頁(yè)存放了凉唐，自然庸追，頁(yè)面之間的關(guān)聯(lián)需要有地方存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)頁(yè)需要知道上一頁(yè)和下一頁(yè)在哪里台囱。另外既然頁(yè)內(nèi)目錄可以方便定位淡溯，現(xiàn)在頁(yè)間豈不是頁(yè)應(yīng)該有個(gè)目錄，不然當(dāng)我拿到15這個(gè)索引值的時(shí)候簿训，我并不知道去哪一個(gè)頁(yè)面找數(shù)據(jù)呀咱娶，所以在頁(yè)外面還有一層目錄，當(dāng)我們要查找13的時(shí)候强品，首先通過頁(yè)目錄找到了地址為300的頁(yè)膘侮，然后進(jìn)去找頁(yè)內(nèi)目錄10，進(jìn)而找到鏈表上半部分的榛，找到13琼了。

   
   
   頁(yè)目錄
   
   

   大家看這是個(gè)啥！不就是B+樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嗎困曙！所以為什么說(shuō)Mysql索引的底層是B+樹實(shí)現(xiàn)表伦，包括B+樹實(shí)現(xiàn)有什么好處，一目了然慷丽。
   這里補(bǔ)充兩點(diǎn)蹦哼，對(duì)于主鍵索引，它在B+樹上的葉子節(jié)點(diǎn)上存的key是索引值（也就是主鍵值）要糊，那么value是什么呢纲熏？value就是整行的數(shù)據(jù)。另外對(duì)于上面這個(gè)B+樹，葉子節(jié)點(diǎn)當(dāng)然還有點(diǎn)不完整的地方局劲，那就是勺拣，葉子節(jié)點(diǎn)實(shí)際上是雙向鏈表，而不是單向的鱼填，這也是方便我們進(jìn)行范圍查詢药有，當(dāng)我們需要找小于28的內(nèi)容時(shí)，Mysql會(huì)先定位到28苹丸，然后根據(jù)prev指針愤惰，往前找。

   
   
   B+樹構(gòu)建索引底層

這里我們要注意一點(diǎn)并不是有索引就一定會(huì)通過索引查詢赘理，優(yōu)化器會(huì)判斷索引查找和全表查找的效率宦言。本文就不再贅述∩棠＃總之以上就是一個(gè)查詢語(yǔ)句在Mysql的Server端和InnoDB的整個(gè)過程奠旺。