本文从宏观角度分析mysql 组成及其功能。

公共操作流程

一条sql 语句（包括查询和更新）是怎样执行的呢，大致经过如下图所示，下面我来简单分析一下这几个过程：

MySQL执行流程.png

连接器

首先，你需要登录到mysql 上，常用命令为mysql -h 主机IP -u 用户名 -p 密码，此处严格区分大小写。

从mysql 5.7开始，默认连接时间为8小时，也就是说8小时内没有请求，连接会断开，这也是很多开发者经常遇见过了一夜，服务器上抛了好多错，mysql 服务器断开连接了的原因，抛错Lost connection to MySQL server during query。解决这个问题可以使用以下方式:

1. 长连接:指连接成功后，如果客户端持有请求，则一直使用同一个连接。
2. 短连接:指每次连接都会创建一个新的连接，执行很少的使用此处后会断开连接。

常用的长短连接sql为：select 1.(表示从哑表dual查询1)

在某些失误情况下，你的操作可能会导致锁表，此时执行show processlist显示所有MySQL连接，然后kill ID切掉对应的连接。该命令还可以查看所有MySQL线程的状态，其中sleep表示空闲状态。

查询缓存

当有查询语句进入时，会先进入查询缓存，没有瞄中才会走下面的流程。其中查询语句为key ，结果为value。
但这部分比较鸡肋，因为如果某张表有一条增删改操作，则该表的查询缓存会被清空。外加redis 近来的流行，该部分在8.0版本被删除。

通过show variables like 'query_cache_type';语句来查看当前该变量状态。默认为OFF，通过参数query_cache_type设置为ON来开启。

分析器

该组件会进行词法分析和语法分析。

词法分析，包含关键字分析和字符转换。关键字分析，从select 知道这是一个查询，知道from 后面是表名。字符转换，比如将字符“id”转换为字段id，将字符“T”转换为表T。
语法分析，分析语句的正确性。比如第一个单词必须为增删改查中的一个，如果是select，后面要有查询字段，from 紧随其后等等。

在这个阶段常见的错误有：
常见的未知字段错误
[1054] Unknown column 'xx' in 'field list'
同理，还有表未知错误。
[1146] Table 'test.user1' doesn't exist

优化器

优化器会根据你的sql来选择使用哪个索引，其依据是选择这个索引总体效率会更高，包括数量、回表、排序等都在考虑中。

执行器

在执行器中，会首先检查你有没有可以操作这个表的权限。如果有，就继续执行。根据表的引擎定义，去使用相关的引擎接口。
在执行的过程中，对于优化器认为没有索引的，会逐行进行扫描，直到最后一行。而优化器认为有索引的会扫描相关行，比如扫描id>10的，因为索引一般都是B+树的，有一定顺序，会扫描id=10，并返回其之后的。

权限之所以放在这个阶段因为触发器、视图、存储过程的权限只有执行阶段才可以确定是否拥有其执行权限。

更新操作追加

对于更新操作，从执行器以后会有日志部分，一下是针对于id=1这一行数据的name修改为‘xxx’：

更新日志流程.png

可以看到MySQL+InnoDB使用的是二阶段提交的策略，为的就是保证备份日志(bin log)和读写日志(redo log)一致。

故障：1）如果redo log进入prepare状态，bin log未写入，MySQL崩溃了，怎么办？
答：崩溃恢复时，redo log会回滚事务。
2）执行到bin log写完了，MySQL崩溃了，怎么办？
答：如果redo log事务是完整的，即有commit标识，崩溃恢复，直接提交；
如果redo log中事务是不完整的，即只有prepare状态，则判断对应事务的bin log是否存在且完整：是，提交事务；否，回滚事务。

其中redo log和bin log是通过一个共同的数据字段关联的，XID。

bin log和redo log的区别

删除的流程

比如有一张表，主键为3，4，6，7等。需要删除id=4的数据，InnoDB引擎会把id=4的数据标记为删除。在下次要插入id5的数据时，会复用这块地方。这也就是删除了数据后，磁盘并不会缩小和磁盘复用的原理。同理适用于数据页。

对于插入和删除，都会出现“空洞”。即可以复用但是没有用起来的空间。
修复空洞的方法是重建表。你可以使用alter table A engine=InnoDB;重建表A。这个过程叫“Online DDL”。
具体内部过程为：
1）建一临时文件，扫描表A主键的所有数据页；
2）用数据页中表A的记录生产B+Tree，存到临时文件中；
3）执行的过程中，对表A的操作记录到一个日志文件中(row log)；
4）临时文件生成完毕，将日志文件写到临时文件中，此时逻辑上临时文件与表A的数据相同；
5）用临时文件替换表A的数据文件。

在此期间，禁止执行修改该表元数据。整个过程有MDL锁（alter时拿MDL写锁，复制数据时拿MDL读锁）。
因为整个过程都是在InnoDB内部完成的，所以需要注意磁盘大小。