一条SQL语句，在MySQL中是如何执行的
mysql> select * from T where ID=10；
我们看到的只是输入一条语句，返回一个结果，却不知道这条语句在 MySQL 内部的执行过程。
MySQL 的基本架构示意图，从中你可以清楚地看到 SQL 语句在 MySQL 的各个功能模块中的执行过程。
（图源https://blog.csdn.net/Megustas_JJC/article/details/84380108）
大体来说，MySQL 可以分为 Server 层和存储引擎层两部分。
- Server 层包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器等，涵盖 MySQL 的大多数核心服务功能，以及所有的内置函数（如日期、时间、数学和加密函数等），所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，比如存储过程、触发器、视图等。
- 而存储引擎层负责数据的存储和提取。其架构模式是插件式的，支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，它从 MySQL 5.5.5 版本开始成为了默认存储引擎。
也就是说，你执行 create table 建表的时候，如果不指定引擎类型，默认使用的就是 InnoDB。不过，你也可以通过指定存储引擎的类型来选择别的引擎，比如在 create table 语句中使用 engine=memory, 来指定使用内存引擎创建表。
查询缓存
由于表经常更新，查询缓存的失效频繁，查询缓存往往利大于弊。，MySQL 8.0 版本开始直接将查询缓存的整块功能删掉了。
优化器
经过了分析器，MySQL 就知道你要做什么了。在开始执行之前，还要先经过优化器的处理。
优化器是在表里面有多个索引的时候，决定使用哪个索引；或者在一个语句有多表关联（join）的时候，决定各个表的连接顺序。比如你执行下面这样的语句，这个语句是执行两个表的 join：
mysql> select * from t1 join t2 using(ID) where t1.c=10 and t2.d=20;
- 既可以先从表 t1 里面取出 c=10 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到表 t2，再判断 t2 里面 d 的值是否等于 20。
- 也可以先从表 t2 里面取出 d=20 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到 t1，再判断 t1 里面 c 的值是否等于 10。
这两种执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。
如果你还有一些疑问，比如优化器是怎么选择索引的，有没有可能选择错等等，没关系，我会在后面的文章中单独展开说明优化器的内容。
执行器
开始执行的时候，要先判断一下你对这个表 T 有没有执行查询的权限，如果没有，就会返回没有权限的错误，如下所示：
mysql> select * from T where ID=10; ERROR 1142 (42000): SELECT command denied to user 'b'@'localhost' for table 'T'
如果有权限，就打开表继续执行。打开表的时候，执行器就会根据表的引擎定义，去使用这个引擎提供的接口。
比如我们这个例子中的表 T 中，ID 字段没有索引，那么执行器的执行流程是这样的：
- 调用 InnoDB 引擎接口取这个表的第一行，判断 ID 值是不是 10，如果不是则跳过，如果是则将这行存在结果集中；
- 调用引擎接口取“下一行”，重复相同的判断逻辑，直到取到这个表的最后一行。
- 执行器将上述遍历过程中所有满足条件的行组成的记录集作为结果集返回给客户端。
至此，这个语句就执行完成了。
对于有索引的表，执行的逻辑也差不多。第一次调用的是“取满足条件的第一行”这个接口，之后循环取“满足条件的下一行”这个接口，这些接口都是引擎中已经定义好的。
- 既可以先从表 t1 里面取出 c=10 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到表 t2，再判断 t2 里面 d 的值是否等于 20。
- 也可以先从表 t2 里面取出 d=20 的记录的 ID 值，再根据 ID 值关联到 t1，再判断 t1 里面 c 的值是否等于 10。
这两种执行方法的逻辑结果是一样的，但是执行的效率会有不同，而优化器的作用就是决定选择使用哪一个方案。
上面是一条查询sql，再看一条SQL语句的执行过程，更新操作：
update tb_student A set A.age='19' where A.name='张三';
其实条语句也基本上会沿着上一个查询的流程走，只不过执行更新的时候肯定要记录日志啦，这就会引入日志模块了，mysql 自带的日志模块式binlog（归档日志），所有的存储引擎都可以使用，我们常用的InnoDB引擎还自带了一个日志模块redo log，我们就以InnoDB模式下来探讨这个语句的执行流程。流程如下：
- 先查询到张三这一条数据，如果有缓存，也是会用到缓存。
- 然后拿到查询的语句，把 age 改为19，然后调用引擎API接口，写入这一行数据，InnoDB引擎把数据保存在内存中，同时记录redo log，此时redo log进入prepare状态，然后告诉执行器，执行完成了，随时可以提交。
- 执行器收到通知后记录binlog，然后调用引擎接口，提交redo log 为提交状态。
- 更新完成。
这里肯定有同学会问，为什么要用两个日志模块，用一个日志模块不行吗？这就是之前mysql的模式了，MyISAM引擎是没有redo log的，那么我们知道它是不支持事务的，所以并不是说只用一个日志模块不可以，只是InnoDB引擎就是通过redo log来支持事务的。那么，又会有同学问，我用两个日志模块，但是不要这么复杂行不行，为什么redo log 要引入prepare预提交状态？这里我们用反证法来说明下为什么要这么做？
- 先写redo log 直接提交，然后写 binlog，假设写完redo log 后，机器挂了，binlog日志没有被写入，那么机器重启后，这台机器会通过redo log恢复数据，但是这个时候bingog并没有记录该数据，后续进行机器备份的时候，就会丢失这一条数据，同时主从同步也会丢失这一条数据。
- 先写binlog，然后写redo log，假设写完了binlog，机器异常重启了，由于没有redo log，本机是无法恢复这一条记录的，但是binlog又有记录，那么和上面同样的道理，就会产生数据不一致的情况。
如果采用redo log 两阶段提交的方式就不一样了，写完binglog后，然后再提交redo log就会防止出现上述的问题，从而保证了数据的一致性。那么问题来了，有没有一个极端的情况呢？假设redo log 处于预提交状态，binglog也已经写完了，这个时候发生了异常重启会怎么样呢？ 这个就要依赖于mysql的处理机制了，mysql的处理过程如下：
- 判断redo log 是否完整，如果判断是完整的，就立即提交。
- 如果redo log 只是预提交但不是commit状态，这个时候就会去判断binlog是否完整，如果完整就提交 redo log, 不完整就回滚事务。
这样就解决了数据一致性的问题。
（图源https://database.51cto.com/art/201903/594091.htm）
参考链接：
1. https://database.51cto.com/art/201903/594091.htm
2. https://blog.csdn.net/Megustas_JJC/article/details/84380108
