MySQL作为广泛使用的开源关系型数据库管理系统,其内部执行机制尤其值得深入探讨
本文将详细解析MySQL中SQL查询的执行顺序,并通过实例说明如何有效利用这一知识来优化查询
一、MySQL执行过程概览 在深入探讨SQL查询的执行顺序之前,有必要先了解MySQL的整体执行过程
MySQL处理一个SQL查询的过程大致可以分为以下几个阶段: 1.连接器:负责与客户端的通信,验证用户账户和密码的正确性,并在权限表中查询当前用户的权限
这是确保数据库安全性的第一步
2.缓存(在MySQL 8.0版本后已被删除):原本用于提升查询效率,但由于查询缓存的失效频繁,特别是在写多读少的环境中,缓存的命中率较低,因此MySQL官方决定删除这一功能
3.分析器:将客户端发送的SQL语句进行解析,包括预处理、关键词和非关键词的提取,以及组成一个解析树
如果分析到语法错误,会直接抛出异常
4.优化器:对SQL语句进行优化,根据执行计划选择最优的索引和执行方案
这是提升查询性能的关键步骤
5.执行器:调用存储引擎的API,执行具体的操作,并将结果返回给客户端
执行器还会将具体的操作记录到binlog中(对于update/delete/insert操作)
二、SQL查询的执行顺序 了解MySQL的整体执行过程后,我们接下来深入探讨SQL查询的实际执行顺序
值得注意的是,SQL查询的执行顺序并不是按照我们书写SQL语句的顺序(SELECT、FROM、WHERE等)来执行的
了解实际执行顺序有助于我们理解查询逻辑和优化查询
SQL查询的实际执行顺序大致如下: 1.FROM/JOIN:首先确定查询涉及的数据表,包括JOIN操作(如果有)
这是SQL查询的起点,数据库会根据FROM子句和JOIN子句构建出本次查询所需要的数据源
如果存在JOIN操作,MySQL会根据ON子句中的条件来匹配来自不同表的行,并生成一个临时中间表(通常称为VT1)
2.WHERE:对行进行过滤
WHERE子句会逐行扫描上一步生成的临时中间表,判断每一行是否满足WHERE后面的条件
如果条件为真(TRUE),该行被保留;如果为假(FALSE)或未知(UNKNOWN),该行被永久丢弃
这个过程会生成一个新的临时中间表(通常称为VT2)
3.GROUP BY:将数据按照指定的列进行分组
GROUP BY子句会根据指定的列,将上一步生成的临时中间表中具有相同值的行分为一组
每个组在逻辑上会变成一行,这个过程会生成一个新的虚拟表(通常称为VT3)
从这一步开始,查询的粒度从“单行”变为了“分组”
4.HAVING:对分组后的组进行过滤
HAVING子句会遍历上一步生成的虚拟表中的每一个分组(摘要行),应用其后的条件
不满足条件的整个分组将被丢弃
这个过程会生成一个新的虚拟表(通常称为VT4)
需要注意的是,HAVING子句可以使用聚合函数(如COUNT、SUM等),而WHERE子句则不能
5.SELECT:选择要返回的列
这是数据库第一次(也是唯一一次)处理SELECT列表
在这个阶段,数据库会计算表达式、调用函数、生成列别名等
这个过程会生成一个新的虚拟表(通常称为VT5),包含了最终要展示的所有列和计算结果
6.DISTINCT:去重
如果使用了DISTINCT关键字,MySQL会扫描上一步生成的虚拟表,并移除所有完全重复的行(即所有列的值都相同的行)
这个过程会生成一个新的虚拟表(通常称为VT6)
7.ORDER BY:对结果集进行排序
如果存在ORDER BY子句,MySQL会根据指定的列对上一步生成的虚拟表进行排序
这个过程会生成排序后的结果集
8.LIMIT:限制返回的结果集的数量
如果查询中包含LIMIT子句,MySQL会限制返回的结果集的数量
这是SQL查询执行的最后一步
三、实例解析与优化建议 为了更好地理解SQL查询的执行顺序,并学会如何利用这一知识来优化查询,我们来看一个具体的例子: sql SELECT DISTINCT s.id FROM T t JOIN S s ON t.id = s.id WHERE t.name = Yrion GROUP BY t.mobile HAVING COUNT() > 2 ORDER BY s.create_time LIMIT5; 1.FROM/JOIN:首先确定查询涉及的数据表T和S,并通过JOIN操作将它们连接起来
生成临时中间表Temp1(包含T和S的笛卡尔积),然后通过ON条件(t.id = s.id)过滤出满足条件的行,生成临时中间表Temp2
2.WHERE:对Temp2中的行进行过滤,只保留t.name = Yrion的行
生成临时中间表Temp3
3.GROUP BY:对Temp3中的行按照t.mobile进行分组
生成虚拟表VT3
4.HAVING:对VT3中的分组进行过滤,只保留COUNT() > 2的分组
生成虚拟表VT4
5.SELECT:从VT4中选择要返回的列s.id(注意此时可以计算表达式、使用聚合函数、为列取别名等)
生成虚拟表VT5
6.DISTINCT:如果VT5中存在重复的行(即s.id相同的行),则移除它们
生成虚拟表VT6(在这个例子中,由于我们已经选择了DISTINCT s.id,所以VT5和VT6可能是相同的)
7.ORDER BY:对VT6中的行按照s.create_time进行排序
生成排序后的结果集
8.LIMIT:限制返回的结果集的数量为5
通过理解SQL查询的执行顺序,我们可以发现一些优化查询的机会: - 选择合适的索引:在JOIN、WHERE、GROUP BY、ORDER BY等子句中涉及的列上创建合适的索引,可以显著提升查询性能
- 避免不必要的JOIN:只连接必要的表,避免产生过大的笛卡尔积
- 精简WHERE子句:只包含必要的过滤条件,避免过多的计算
- 合理使用GROUP BY和HAVING:只对必要的列进行分组和过滤
- 优化SELECT子句:只选择需要的列,避免使用不必要的函数和计算
四、结论 了解MySQL中SQL查询的执行顺序是优化查询性能的关键
通过深入理解FROM/JOIN、WHERE、GROUP BY、HAVING、SELECT、DISTINCT、ORDER BY和LIMIT等子句的实际执行顺序,我们可以发现并利用优化查询的机会
通过选择合适的索引、避免不必要的JOIN、精简WHERE子句、合理使用GROUP BY和HAVING以及优化SELECT子句等方法,我们可以显著提升MySQL查询的性能和效率
希望本文能帮助读者更好地理解MySQL中SQL查询的执行顺序,并学会如何在实际应用中优化查询