Wie wird eine SQL-Abfrageanweisung ausgeführt?

Hallo zusammen! Dies ist mein erster Artikel.

In diesem Artikel werde ich vorstellen, wie eine SQL-Abfrageanweisung ausgeführt wird

Unten ist das MySQL-Architekturdiagramm:

Im Allgemeinen kann MySQL in zwei Teile unterteilt werden: die Server- und die Speicher-Engine-Schicht.

Die Serverschicht umfasst den Connector, den Abfrage-Cache, den Parser, den Optimierer, den Executor usw. und enthält die meisten Kerndienstfunktionen von MySQL sowie alle integrierten Funktionen (wie Datum, Uhrzeit, Mathematik und Verschlüsselung). Funktionen). Alle speicherübergreifenden Engine-Funktionen wie gespeicherte Prozeduren, Trigger und Ansichten werden auf dieser Ebene implementiert.

Die Storage-Engine-Schicht ist für die Datenspeicherung und den Datenabruf verantwortlich. Seine Architektur ist Plugin-basiert und unterstützt mehrere Speicher-Engines wie InnoDB, MyISAM und Memory. Ab MySQL 5.5.5 wurde InnoDB zur Standardspeicher-Engine für MySQL.

Sie können die Speicher-Engine beim Erstellen einer Tabelle angeben, indem Sie die Anweisung „create table“ mit engine=memory verwenden.

Verschiedene Speicher-Engines nutzen dieselbe Serverschicht

Stecker

Der erste Schritt besteht darin, die Datenbank zu verbinden, wofür der Connector erforderlich ist. Der Connector ist dafür verantwortlich, eine Verbindung mit dem Client herzustellen, Berechtigungen einzuholen und die Verbindung aufrechtzuerhalten und zu verwalten. Der Verbindungsbefehl lautet:

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

Mit diesem Befehl wird eine Verbindung mit dem Server hergestellt. Nach Abschluss des klassischen TCP-Handshakes verwendet der Connector den Benutzernamen und das Passwort des Anbieters, um Ihre Identität zu authentifizieren.

• Wenn der Benutzername oder das Passwort falsch ist, erhalten Sie eine Fehlermeldung „Zugriff verweigert wegen Benutzer“ und das Client-Programm wird beendet.
• Wenn die Authentifizierung erfolgreich ist, ruft der Connector die Berechtigungen des aktuellen Kontos aus der Berechtigungstabelle ab. Alle Berechtigungsprüfungen während dieser Verbindung basieren auf diesem ersten Abruf.

Das bedeutet, dass, sobald eine Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, alle vom Administrator an den Berechtigungen des Benutzers vorgenommenen Änderungen keine Auswirkungen auf die Berechtigungen der bestehenden Verbindung haben. Nur neue Verbindungen verwenden die aktualisierten Berechtigungseinstellungen.

Nachdem die Verbindung hergestellt wurde und keine weitere Aktion erfolgt, wechselt die Verbindung in einen Ruhezustand, der mit dem Befehl show Processlist angezeigt werden kann:

Wenn der Client zu lange inaktiv bleibt, wird der Connector automatisch getrennt. Die Dauer wird durch den Parameter wait_timeout gesteuert, der standardmäßig 8 Stunden beträgt.

Wenn die Verbindung unterbrochen wird und der Client eine Anfrage sendet, erhält er eine Fehlermeldung: Verbindung zum MySQL-Server während der Abfrage verloren. Um fortzufahren, müssen Sie die Verbindung wiederherstellen und dann die Anfrage ausführen.

In Datenbanken bezieht sich eine dauerhafte Verbindung auf eine Verbindung, bei der der Client nach erfolgreicher Verbindung dieselbe Verbindung für kontinuierliche Anfragen aufrechterhält. Unter einer kurzen Verbindung versteht man das Trennen nach einigen Abfragen und das erneute Herstellen der Verbindung für nachfolgende Abfragen.

Da der Verbindungsprozess komplex ist, wird empfohlen, die Erstellung von Verbindungen während der Entwicklung zu minimieren, d. h. nach Möglichkeit dauerhafte Verbindungen zu verwenden.

Bei Verwendung dauerhafter Verbindungen kann sich die Speichernutzung von MySQL jedoch erheblich erhöhen, da der während der Ausführung verwendete temporäre Speicher innerhalb des Verbindungsobjekts verwaltet wird. Diese Ressourcen werden erst freigegeben, wenn die Verbindung beendet wird. Wenn sich dauerhafte Verbindungen ansammeln, kann dies zu einer übermäßigen Speichernutzung führen, was dazu führt, dass das System MySQL (OOM) zwangsweise beendet, was zu einem unerwarteten Neustart führt.

Lösungen:

1. Trennen Sie in regelmäßigen Abständen dauerhafte Verbindungen. Nachdem Sie eine Verbindung eine Zeit lang verwendet oder eine Abfrage ausgeführt haben, die übermäßig viel Speicher verbraucht, trennen Sie die Verbindung und stellen Sie sie für nachfolgende Abfragen wieder her.
2. Wenn Sie MySQL 5.7 oder höher verwenden, können Sie mysql_reset_connection verwenden, nachdem Sie einen ressourcenintensiven Vorgang ausgeführt haben, um Verbindungsressourcen neu zu initialisieren. Dieser Vorgang erfordert keine erneute Verbindung oder erneute Authentifizierung, sondern setzt die Verbindung auf den gerade erstellten Zustand zurück.

Abfrage-Cache

Hinweis: Ab MySQL 8.0 wurde die Abfrage-Cache-Funktion vollständig entfernt, da ihre Nachteile ihre Vorteile überwiegen.

Wenn MySQL eine Abfrageanforderung empfängt, überprüft es zunächst den Abfragecache, um festzustellen, ob diese Abfrage bereits zuvor ausgeführt wurde. Zuvor ausgeführte Abfragen und ihre Ergebnisse werden als Schlüssel-Wert-Paare im Speicher zwischengespeichert. Der Schlüssel ist die Abfrageanweisung und der Wert ist das Ergebnis. Wenn der Schlüssel im Abfragecache gefunden wird, wird der Wert direkt an den Client zurückgegeben.

Wenn die Abfrage nicht im Abfragecache gefunden wird, wird der Vorgang fortgesetzt.

Warum schadet der Abfragecache mehr als er nützt?

Die Ungültigmachung des Abfragecaches kommt sehr häufig vor. Bei jeder Aktualisierung einer Tabelle werden alle mit dieser Tabelle verbundenen Abfragecaches gelöscht, was zu einer sehr niedrigen Cache-Trefferquote führt, es sei denn, es handelt sich bei der Tabelle um eine statische Konfigurationstabelle.

MySQL bietet eine „On-Demand“-Methode zur Verwendung des Abfragecaches. Wenn Sie den Parameter query_cache_type auf DEMAND setzen, verwenden SQL-Anweisungen standardmäßig nicht den Abfragecache. Um den Abfragecache zu verwenden, können Sie explizit SQL_CACHE:
angeben

mysql -h$ip -P$port -u$user -p

Parser

Wenn der Abfragecache nicht erreicht wird, beginnt der Anweisungsausführungsprozess. MySQL muss zunächst verstehen, was zu tun ist, damit es die SQL-Anweisung analysiert.

Der Parser führt zunächst eine lexikalische Analyse durch. Die eingegebene SQL-Anweisung, bestehend aus Zeichenfolgen und Leerzeichen, wird von MySQL analysiert, um zu ermitteln, was die einzelnen Teile darstellen. Beispielsweise wird „select“ als Abfrageanweisung, „T“ als Tabellenname und „ID“ als Spalte identifiziert.

Nach der lexikalischen Analyse wird eine Syntaxanalyse durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen der lexikalischen Analyse bestimmt der Syntaxanalysator, ob die SQL-Anweisung den Syntaxregeln von MySQL entspricht.

Wenn ein Syntaxfehler vorliegt, wird eine Fehlermeldung wie „Sie haben einen Fehler in Ihrer SQL-Syntax“ angezeigt. In der folgenden Abfrage ist beispielsweise das ausgewählte Schlüsselwort falsch geschrieben:

select SQL_CACHE * from T where ID=10;

Optimierer

Nach dem Parsen weiß MySQL, was Sie tun möchten. Als nächstes bestimmt der Optimierer, wie es geht.

Der Optimierer entscheidet, welcher Index verwendet werden soll, wenn eine Tabelle über mehrere Indizes verfügt, oder über die Reihenfolge der Tabellenverknüpfungen, wenn eine Abfrage mehrere Tabellen umfasst. Zum Beispiel in der folgenden Abfrage:

mysql> elect * from t where ID=1;

ERROR 1064 (42000): 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 'elect * from t where ID=1' at line 1

Die Abfrage kann mit dem Abrufen von Werten von t1 oder t2 beginnen. Beide Ansätze führen zum gleichen logischen Ergebnis, ihre Leistung kann jedoch unterschiedlich sein. Die Aufgabe des Optimierers besteht darin, den effizientesten Plan auszuwählen.

Nach der Optimierungsphase geht der Prozess zum Ausführenden über.

Testamentsvollstrecker

Der Ausführende beginnt mit der Ausführung der Abfrage.

Vor der Ausführung wird zunächst geprüft, ob die aktuelle Verbindung berechtigt ist, die Tabelle abzufragen. Wenn nicht, wird ein Fehler zurückgegeben, der auf unzureichende Berechtigungen hinweist. (Berechtigungsprüfungen werden auch durchgeführt, wenn Ergebnisse aus dem Abfragecache zurückgegeben werden.)

Wenn die Erlaubnis erteilt wird, wird die Tabelle geöffnet und die Ausführung fortgesetzt. Während dieses Prozesses interagiert der Executor mit der Speicher-Engine basierend auf der Engine-Definition der Tabelle.

Angenommen, Tabelle T hat keinen Index für die ID-Spalte. Der Ausführungsprozess des Testamentsvollstreckers wäre wie folgt:

1. Rufen Sie die InnoDB-Engine-Schnittstelle auf, um die erste Zeile der Tabelle abzurufen und zu prüfen, ob der ID-Wert 10 ist. Wenn nicht, überspringen Sie ihn; Wenn ja, fügen Sie es der Ergebnismenge hinzu.
2. Rufen Sie die Engine-Schnittstelle auf, um die „nächste Zeile“ abzurufen, und wiederholen Sie dabei dieselbe Logik, bis alle Zeilen überprüft sind.
3. Der Executor gibt den akkumulierten Ergebnissatz an den Client zurück.

An diesem Punkt ist die Abfrage abgeschlossen.

Für indizierte Tabellen umfasst der Prozess die Verwendung der vordefinierten Methoden der Engine, um die „erste übereinstimmende Zeile“ und die „nächsten übereinstimmenden Zeilen“ iterativ abzurufen.

Im langsamen Abfrageprotokoll gibt das Feld rows_examined die Anzahl der während der Abfrageausführung gescannten Zeilen an. Dieser Wert wird jedes Mal akkumuliert, wenn der Executor die Engine aufruft, um eine Datenzeile abzurufen.

In einigen Fällen kann ein einzelner Aufruf an den Executor das Scannen mehrerer Zeilen intern innerhalb der Engine umfassen. Daher ist die Anzahl der von der Engine gescannten Zeilen nicht unbedingt gleich rows_examined.

Ende

Vielen Dank fürs Lesen! Ich hoffe, der Artikel kann Ihnen hilfreich sein.

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