网站导航
> 技术文档 > 一条 SQL 语句的内部执行流程详解（MySQL为例）_mysql一条sql查询语句的执行流程

一条 SQL 语句的内部执行流程详解（MySQL为例）_mysql一条sql查询语句的执行流程

网友: 技术文档 2025-08-08 03:09:34

当执行如下 SQL：

SELECT * FROM users WHERE id = 1;

在数据库内部，其实会经历多个复杂且有序的阶段。以下是 MySQL（InnoDB 引擎）中 SQL 查询语句从发送到结果返回的完整执行流程。

客户端连接阶段

  • 客户端（如 JDBC、MySQL Shell）通过 TCP 与 MySQL 服务器建立连接。
  • 连接器模块完成身份认证（用户名/密码）、权限校验。
  • 若使用连接池，连接可能已被复用。

语法分析阶段（Parser）

1. 词法分析（Lexical Analysis）

  • 将 SQL 字符串拆解成关键字、标识符、操作符等 Token。
  • 例子：SELECT, *, FROM, users, WHERE, id, =, 1

2. 语法分析（Syntax Analysis）

  • 依据 SQL 语法规则生成抽象语法树（AST）。
  • 若语法不合法，此阶段抛出语法错误。

预处理阶段（Preprocessor）

  • 验证表/字段是否存在。
  • 检查当前用户是否有访问权限。
  • 解析字段别名、函数等表达式。
  • 确定查询涉及的表和列。
  • 最终输出逻辑查询结构。

查询优化阶段（Optimizer）

优化器根据预处理阶段的语义结构生成最优执行计划（Execution Plan）。

1. 访问路径选择

  • 使用 索引扫描 还是 全表扫描？
  • 是否走覆盖索引，是否需要回表？

2. 连接顺序优化（Join Order）

  • 对多表 JOIN，决定访问顺序与连接方法（如 Nested Loop、Hash Join）。

3. 成本估算（Cost Estimation）

  • 评估每种执行方式的代价（IO 次数、内存使用等）。
  • 选择代价最小的执行路径。

查询执行阶段（Executor）

执行器根据优化器生成的执行计划与存储引擎交互，完成数据访问。

执行器主要职责：

  • 调用引擎接口访问表和索引。
  • 进行 WHERE 过滤、JOIN、聚合、排序、分组等操作。
  • 构造并返回最终结果集。

存储引擎访问阶段（以 InnoDB 为例）

MySQL 使用插件式存储引擎架构。以 InnoDB 为例：

  • 数据页首先尝试从 Buffer Pool（缓冲池）中读取。
  • 若不在缓冲池，则从磁盘读取并加入缓冲池。
  • 使用 B+ 树索引定位记录。
  • 如果为覆盖索引（索引包含查询列），可避免回表。
  • 对于非索引字段，需根据主键“回表”查找。

结果返回阶段

  • 执行器生成的结果集通过 MySQL 协议格式化。
  • 数据从服务器通过网络传输返回给客户端。
  • 客户端解析并展示结果。

日志与事务支持（InnoDB）

虽然 SELECT 查询本身不会写入日志，但其他 SQL 会涉及以下机制：

  • Undo Log：支持事务回滚、MVCC。
  • Redo Log：保证事务持久化（WAL机制）。
  • Binlog：记录变更操作，用于主从复制和恢复。

注：查询语句可能间接使用 undo log（如 MVCC）。

SQL 执行流程图

#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO {font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO svg{font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .actor-line{stroke:grey;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .messageText{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .labelText,#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .loopText,#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .noteText,#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO .actor-man circle,#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-OIZ1kthaw3BZkbFO :root{--mermaid-font-family:\"trebuchet ms\",verdana,arial,sans-serif;}ClientConnectorParserPreprocessorOptimizerExecutorStorageEngine提交 SQL 查询权限校验、连接管理语法分析、语义分析检查字段/表、构造逻辑查询块生成并下发最优执行计划根据执行计划读取数据（可能命中索引）返回数据页或记录返回结果集ClientConnectorParserPreprocessorOptimizerExecutorStorageEngine

使用 EXPLAIN 查看执行计划

EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE id = 1;

查看字段含义：

  • id: 查询标识
  • select_type: 查询类型（SIMPLE/PRIMARY等）
  • table: 访问的表
  • type: 连接类型（ALL、index、range、ref、const 等）
  • key: 使用的索引
  • rows: 扫描的行数
  • Extra: 是否使用临时表、排序、是否回表等信息

查询性能影响因素

影响因素 说明 是否走索引 非索引字段将触发全表扫描 是否回表 二级索引查询非索引字段时需根据主键回表 连接数与并发 并发高时，CPU/IO/锁资源紧张 查询缓存 MySQL 8.0 起已废弃 临时表与排序 ORDER BY / GROUP BY 可能触发文件排序与临时表 网络延迟 大结果集网络传输慢

总结

一条 SQL 查询的完整内部执行流程如下：

  1. 客户端连接 → 建立连接并认证
  2. 解析 SQL → 词法/语法分析生成语法树
  3. 预处理 → 验证权限与对象合法性
  4. 优化器选择最优执行计划
  5. 执行器执行 SQL 逻辑
  6. 存储引擎读取数据
  7. 返回结果集给客户端
网络标签：

相关问题