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[1 MySQL数据库的连接池](#1 MySQL数据库的连接池)
[2 网络连接必须让线程来处理](#2 网络连接必须让线程来处理)
[3 SQL接口：负责处理接收到的SQL语句](#3 SQL接口：负责处理接收到的SQL语句)
[4 查询解析器：让MySQL能看懂SQL语句](#4 查询解析器：让MySQL能看懂SQL语句)
[5 查询优化器：选择最优的查询路径](#5 查询优化器：选择最优的查询路径)
[6 调用存储引擎接口，真正执行SQL语句](#6 调用存储引擎接口，真正执行SQL语句)
[7 执行器：根据执行计划调用存储引擎的接口](#7 执行器：根据执行计划调用存储引擎的接口)
1 MySQL数据库的连接池
当多个系统访问同一个数据库时，每个系统会通过数据库连接池创建多个连接供多线程使用。同样，MySQL 也需要维护与这些系统的多个连接。因此，MySQL 架构的第一个环节是连接池，它负责维护这些连接。同时，每次系统连接 MySQL 时，MySQL 都会根据提供的账号和密码进行身份验证，并检查库表权限。
2 网络连接必须让线程来处理
当数据库服务器的连接池中的某个连接接收到网络请求（如一条 SQL 语句）时，谁负责监听并处理这个请求呢？
其实，网络连接的处理需要分配给一个线程。这个线程负责监听网络请求，并从连接中读取数据，随后解析并执行 SQL 语句。如果你熟悉计算机的基础知识，就会知道线程在这种情况下是关键，它负责从网络连接中读取请求并进行处理，如下图所示。
3 SQL接口：负责处理接收到的SQL语句
MySQL 内部首先提供了一个 SQL 接口（SQL Interface）组件，它专门用于执行我们发送给 MySQL 的增删改查 SQL 语句。当工作线程接收到 SQL 语句后，会将其交给 SQL 接口处理并执行。SQL 接口负责将这些请求转化为 MySQL 能理解的操作，如下图所示。
4 查询解析器：让MySQL能看懂SQL语句
当我们执行一个 SQL 语句，例如：
SELECT id, name, age
FROM users
WHERE id = 1;
人脑可以立刻理解它的含义：查询 users 表中 id 等于 1 的那行数据，并提取 id, name, age 三个字段。然而，MySQL 是一个数据库管理系统，不能直接理解这些 SQL 语句。
因此，查询解析器（Parser） 就显得非常重要。它负责解析 SQL 语句，将其分解为 MySQL 可以理解的操作步骤。以这个查询为例，查询解析器会将 SQL 拆解为以下几个部分：
- 要从 users 表中查询数据。
- 查询条件是 id 等于 1。
- 返回的结果应包括 id, name, age 三个字段。
SQL 解析 就是根据 SQL 语法规则解析并理解 SQL 语句的含义，明确这条语句的操作目的，如下图所示。
5 查询优化器：选择最优的查询路径
当解析器理解了 SQL 语句的目标后，接下来由 查询优化器（Optimizer） 来选择一个最优的查询路径，以确保查询执行效率最高。
让我们继续使用之前的例子：
SELECT id, name, age FROM users WHERE id = 1;
解析器已经理解到这是要从 users 表中找到 id 等于 1 的记录，并提取 id, name, age 三个字段。接下来，优化器就会根据不同的查询路径，选择最优的执行方案。以下是两个简单的路径示例（仅用于理解，并非实际 MySQL 机制）：
**路径 1：**直接定位到 users 表中 id 等于 1 的那行数据，然后提取 id, name, age 三个字段。这通常是通过索引快速定位数据的方式，速度更快。
**路径 2：**遍历整个 users 表，逐行读取每条记录的 id, name, age，然后过滤出 id 等于 1 的那行数据。这个路径效率较低，因为需要扫描整个表。
虽然这两种路径都可以完成查询，但显然第一种路径更快、更高效。因此，查询优化器 的任务就是为你写的 SQL 语句生成一棵查询路径树，然后选择其中执行效率最高的一条路径。
通过选择最优路径，MySQL 会更高效地执行 SQL 语句，相当于优化器在后台帮你决定了以什么顺序和步骤完成查询，从而提高了整体查询性能。
6 调用存储引擎接口，真正执行SQL语句
最后一步是将查询优化器选择的最优查询路径，也就是 SQL 语句的执行计划，交给 MySQL 的底层 存储引擎 来执行。这是 MySQL 架构设计中一个非常重要且有特色的部分。
我们可以思考一下，SQL 语句执行的最终目的就是访问和操作数据。那么，数据究竟存放在哪里呢？
在 MySQL 中，数据既可能存放在内存 中，也可能存放在磁盘文件中。具体来说：
- 如果数据经常被访问，可能会被缓存在内存中，以便快速读取。
- 较大的数据文件或冷数据则通常存放在磁盘中，通过存储引擎负责读取和写入。
存储引擎是 MySQL 系统与底层数据存储之间的接口，它负责管理数据的物理存储和检索。不同的存储引擎（如 InnoDB、MyISAM 等）具有不同的特性，决定了数据如何存储、更新、查询和处理。
现在我们知道 SQL 语句的执行步骤，但问题在于：如何确定哪些数据在内存中，哪些数据在磁盘上？当我们执行 SQL 语句时，是更新内存中的数据，还是直接更新磁盘上的数据？如果要更新磁盘上的数据，又是如何找到具体的磁盘文件并进行更新呢？
这时，存储引擎 就起到了关键作用。存储引擎负责具体的执行操作，包括查询内存缓存、更新磁盘数据、查询磁盘数据等。它按照一定的逻辑流程来处理数据，决定是否需要从磁盘中读取数据、将数据加载到内存中、或者在必要时更新磁盘中的数据。
存储引擎执行的流程可能如下：
- 首先检查数据是否已经在内存缓存中，如果是，则直接在内存中操作，避免频繁的磁盘读写。
- 如果数据不在内存中，存储引擎会从磁盘文件中读取相关数据，将其加载到内存中供查询或更新使用。
- 当需要更新数据时，存储引擎可能先更新内存中的缓存数据，然后根据策略（如事务提交或定期刷新）将数据写入磁盘。
存储引擎在执行这些操作时，还涉及到如何高效管理缓存、如何保持数据的一致性、以及如何在磁盘上优化读写性能。因此，它在整个 MySQL 的 SQL 语句执行过程中扮演了核心的角色。
MySQL的架构设计中，SQL接口、SQL解析器、查询优化器其实都是通用的，他就是一套组件而已。
但是存储引擎的话，他是支持各种各样的存储引擎的，比如我们常见的InnoDB、MyISAM、Memory等等，我们是可以选择使用哪种存储引擎来负责具体的SQL语句执行的。
目前，InnoDB 是 MySQL 默认且最常用的存储引擎，它支持事务、外键和行级锁，能够更好地满足现代数据库系统的需求。至于每种存储引擎的工作原理和内部机制，我们可以在后续深入分析，不必急于理解。
7 执行器：根据执行计划调用存储引擎的接口
在 MySQL 中，存储引擎负责处理数据的存取操作，比如访问内存和磁盘上的数据。然而，存储引擎并不会直接运行 SQL 语句，真正执行 SQL 语句的是 执行器。
执行器 的作用是根据查询优化器生成的执行计划，调用存储引擎的接口，按步骤执行 SQL 语句的逻辑。执行器负责调度和控制 SQL 的执行流程，确保语句按照最优路径被正确执行。
例如，对于以下 SQL 语句：
SELECT id, name, age FROM users WHERE id = 1;
执行器的工作流程可能是这样的：
-
执行器首先调用存储引擎的接口，从 `users` 表中获取第一行数据。
-
执行器检查该行数据的 `id` 是否等于 1。
-
如果 `id` 不等于 1，则执行器继续调用存储引擎接口，获取下一行数据。
-
一旦找到 `id = 1` 的那行数据，执行器会提取 `id`, `name`, `age` 并返回结果。
执行器会不断调用存储引擎的接口，依次进行数据的读取、判断、过滤和操作，直至 SQL 语句的执行计划完全执行完毕。
通过执行器的调度，SQL 语句的执行顺序得以实现，确保每一步操作按照优化器的方案高效执行。