执行一条select语句，期间发生什么？

MySQL架构主要分为两层：Server层和存储引擎

Server 层负责建立连接、分析和执行 SQL。MySQL 大多数的核心功能模块都在这实现，主要包括连接器，查询缓存、解析器、预处理器、优化器、执行器等。另外，所有的内置函数（如日期、时间等）和所有跨存储引擎的功能（如存储过程、触发器、视图等。）都在 Server 层实现。

存储引擎层负责数据的存储和提取。支持 InnoDB、MyISAM、Memory 等多个存储引擎，不同的存储引擎共用一个 Server 层。现在最常用的存储引擎是 InnoDB，从 MySQL 5.5 版本开始， InnoDB 成为了 MySQL 的默认存储引擎。我们常说的索引数据结构，就是由存储引擎层实现的，不同的存储引擎支持的索引类型也不相同，比如 InnoDB 支持索引类型是 B+树 ，且是默认使用，也就是说在数据表中创建的主键索引和二级索引默认使用的是 B+ 树索引。

具体过程:

  1. 连接器，先连接到服务，连接过程基于TCP连接，连接完成后开始验证用户名密码，如果不正确提示"Access denied for user"，如果正确就会获取用户权限，保存起来，之后都会基于连接开始时读到的权限进行逻辑判断。可以用show processlist 查看有多少客户端连接，如果过多则会拒绝接下来的请求；
  2. 查询缓存，缓存以key-value形式存储，key为sql查询语句，value为查询结果，对于更新比较频繁的表，查询缓存的命中率很低的，因为只要一个表有更新操作，那么这个表的查询缓存就会被清空。如果刚缓存了一个查询结果很大的数据，还没被使用的时候，刚好这个表有更新操作，查询缓冲就被清空了，所以意义不大，8.0以后不会执行缓存阶段；
  3. 解析SQL，经历词法分析与语法分析，根据规则判断是否可以执行，不可以解析器就会报错；
  4. 执行SQL,包含三个阶段
  5. prepare 阶段，也就是预处理阶段；检查表或者字段是否存在，把select * 符号扩展为表上的所有列
  6. 优化阶段，优化查询语句，选择查询成本最小的执行
  7. 执行阶段，根据SQL语句进行查询，从存储引擎读取记录，返回给客户端。

什么是索引下推，索引覆盖，全表扫描，主键索引查询？

CHAR和VARCHAR区别

  1. CHAR是定长存储，VARCHAR是可变长,前者会根据声明的字符串长度分配空间，并使用空格对字符串右边进行尾部填充，所以所以在检索 CHAR 类型数据时尾部空格会被删除，如保存的是字符串 'char '，但最后查询到的是 'char'。因为长度固定，所以查询效率较高。
  2. 存储方式上前者英文字符占一个字节，汉字使用两个字节，后者对每个字符都用两个字节。

对于经常变更的数据来说，CHAR 比 VARCHAR更好，因为 CHAR 不容易产生碎片。

对于非常短的列或固定长度的数据（如 MD5），CHAR 比 VARCHAR 在存储空间上更有效率。

使用时要注意只分配需要的空间，更长的列排序时会消耗更多内存。

索引

索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构

从物理结构上来说主要是

聚簇索引：数据与索引放在一起，找到索引即找到数据了；

非聚簇索引：将数据存储于索引分开结构，索引结构的叶子节点指向了数据的对应行，myisam通过key_buffer把索引先缓存到内存中，当需要访问数据时（通过索引访问数据），在内存中直接搜索索引，

优点：

  1. 保证数据库表每行数据唯一性
  2. 加快访问速度，提高性能
  3. 加速表与表之间的连接

缺点：

  1. 创建和维护索引需要耗费时间，随着数据增加而增加，降低了数据的维护速度
  2. 占用物理空间，除了表占用空间，每一个索引还要占用

设计原则：

  1. 唯一性：更快找到所需要的数据
  2. 用经常作为查询条件的字段进行建立索引
  3. 限制索引数，每个索引都占用磁盘空间，索引越多，占用空间越多
  4. 小表不建议
  5. 尽量使用数据量少的索引，如果索引值很菜，尽量使用前缀索引

数据结构：常用的是Hash索引和B+树索引

  • Hash 索引底层就是 Hash 表，进行查询时调用 Hash 函数获取到相应的键值（对应地址），然后回表查询获得实际数据.
  • B+ 树索引底层实现原理是多路平衡查找树，对于每一次的查询都是从根节点出发，查询到叶子节点方可以获得所查键值，最后查询判断是否需要回表查询.

数据库事务

概念：

指数据库最小操作单元，操作中可以包含很多子操作，但是要一起向系统提交，要不都执行，要么都不执行，事务是一组不可以分割的操作集合。

ACID

  1. atomicity 原子性，只做一个步骤，过程保证，全部完成，不可以分割，发生错误会回滚；
  2. consistency 一致性 保证结果一致；
  3. isolation 隔离性 并发事务互不干扰；
  4. durability 持久性 事务一旦提交，接下来操作不对其执行结果有影响；

并发事务会有哪些问题

多个事务并发执行会产生一定的互相争夺资源的问题

  1. 脏读：一个事务读取了另一个事务未提交的数据，指一个事务在访问数据并修改，但是没有把修改的数据提交，这时候另一个数据来了读到了未提交的事务，这时就是“脏数据”，为脏读，因为还没提交不确定数据是否会有问题。（针对某条数据）
  2. 修改丢失：两个事务同时对一条数据进行修改，因为同时进行，最后保留了一个结果，第一次修改的结果丢失了（针对某条数据）；
  3. 不可重复读:一个事务在重复读一条数据，同时来了一个事务对此条数据进行修改，可能造成第一个事务读取结果不一致（针对某条数据）；
  4. 幻读:指同一个事务多次查询返回结果集不同，多了或者少量条数，比如开始10条后来变成了15条，主要针对不是每条数据而是表中总数据。

针对上面问题，数据库加锁进行操作，下面介绍事务的隔离级别。

事务的隔离级别

事务隔离级别

脏读

不可重复读(被修改)

幻读（删减）

读未提交（read-uncommitted）

是

是

是

读已提交（read-committed）

否

是

是

可重复读（repeatable-read）

否

否

是

串行化（serializable）

是

是

是



MySQL默认级别为可重复读。