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从一次查询的全流程看SQL优化之系统如何处理一次查询
后端
2023-11-01 06:32:20
系统如何处理一次查询
当我们向数据库发起一次查询时，系统是如何处理的呢？
查询优化器
查询优化器是数据库系统中负责优化查询语句的重要组件。它的作用是根据查询语句的语义和数据库的统计信息，生成一个最优的执行计划。
查询优化器主要包括以下几个步骤：
- 词法分析和语法分析 ：将查询语句解析成语法树。
- 语义分析 ：检查语法树是否符合数据库的语法规则，并生成查询的语义表示。
- 成本估算 ：根据查询的语义表示和数据库的统计信息，估算查询的不同执行计划的成本。
- 选择最优执行计划 ：从所有可能的执行计划中选择一个成本最小的执行计划。
索引
索引是数据库系统中用于快速查找数据的一种数据结构。索引可以建立在表中的某一个或多个列上，当查询语句中使用了索引列时，数据库系统就可以利用索引来快速找到满足条件的数据。
索引的类型有很多，常用的索引类型包括：
- B+树索引 ：B+树索引是一种平衡树，它将数据按顺序存储在叶子结点中。B+树索引具有以下特点：
- 查询速度快。
- 可以支持范围查询。
- 可以支持多列索引。
- 哈希索引 ：哈希索引是一种将数据存储在哈希表中的索引。哈希索引具有以下特点：
- 查询速度非常快。
- 只能支持等值查询。
- 不支持范围查询。
查询计划
查询计划是查询优化器生成的查询语句的执行计划。查询计划中包含了查询语句的执行步骤，以及每个步骤需要访问的数据和使用的索引。
查询计划通常以图形化的方式表示，如下所示：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ Select Statement │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Nested Loop Join │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Table Scan │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Table Scan │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
执行计划
执行计划是查询优化器根据查询计划生成的实际执行步骤。执行计划中包含了查询语句的执行顺序，以及每个步骤需要访问的数据和使用的索引。
执行计划通常以文本化的方式表示，如下所示：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ Select Statement │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Nested Loop Join │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Table Scan: customer │
│ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Table Scan: order │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
系统如何处理一次查询
当我们向数据库发起一次查询时，系统会首先将查询语句发送给查询优化器。查询优化器会根据查询语句的语义和数据库的统计信息，生成一个最优的执行计划。
然后，系统会根据执行计划生成实际的执行步骤。这些执行步骤可能会涉及到多个表和索引的访问。
系统会按照执行步骤中的顺序，依次访问表和索引，并根据查询条件筛选出满足条件的数据。
最后，系统会将筛选出的数据返回给客户端。
结论
通过分析一次查询的处理过程，我们可以了解到SQL优化中的各种技术，包括查询优化器、索引、查询计划和执行计划等。这些技术可以帮助我们优化查询语句的性能，提高数据库系统的性能。
