用数据库的方式思考SQL是如何执行的用数据库的方式思考SQL是如何

我们在日常的工作中会经常接触到数据库，那么这些数据库的SQL语句都是怎么执行的呢？
这次我着重从以下几个方面进行介绍：

Oracle中的SQL是如何执行的，什么是硬解析和软解析
MySQL中的SQL是如何执行的，MySQL的体系结构是怎样的
什么是存储引擎，MySQL的存储引擎有哪些

Oracle中的SQL是如何执行的
先来看下SQL在Oracle中的执行过程：

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从上面这张图中可以看出，SQL 语句在 Oracle 中经历了如下过程：

语法检查：检查 SQL 拼写是否正确，如果不正确，Oracle 会报语法错误。
语义检查：检查 SQL 中的访问对象是否存在。比如我们在写 SELECT 语句的时候，列名写错了，系统就会提示错误。语法检查和语义检查的作用是保证 SQL 语句没有错误。
权限检查：看用户是否具备访问该数据的权限。
共享池检查：共享池（Shared Pool）是一块内存池，最主要的作用是缓存 SQL 语句和该语句的执行计划。Oracle 通过检查共享池是否存在 SQL 语句的执行计划，来判断进行软解析，还是硬解析。那软解析和硬解析又该怎么理解呢？

在共享池中，Oracle 首先对 SQL 语句进行 Hash 运算，然后根据 Hash 值在库缓存（Library Cache）中查找，如果存在 SQL 语句的执行计划，就直接拿来执行，直接进入“执行器”的环节，这就是软解析。
如果没有找到 SQL 语句和执行计划，Oracle 就需要创建解析树进行解析，生成执行计划，进入“优化器”这个步骤，这就是硬解析。

优化器：优化器中就是要进行硬解析，也就是决定怎么做，比如创建解析树，生成执行计划。
执行器：当有了解析树和执行计划之后，就知道了 SQL 该怎么被执行，这样就可以在执行器中执行语句了。

共享池是Oracle中的术语，包括库缓存，数据字典缓冲区等。上面说的就是库缓存区，主要缓存SQL语句和执行计划。而数据字典缓冲区存储的是Oracle中的对象定义，比如表，视图，索引等对象。当对SQL语句进行解析的时候，如果需要相关数据，就会从数据字典缓冲区提取。
库缓存这一个步骤，决定了SQL语句是否需要进行硬解析。为了提升SQL的执行效率，应该尽量避免硬解析，因为在SQL的执行过程中，创建解析树，生成执行计划是十分消耗资源的。
你可能会问，如何避免硬解析，尽量使用软解析呢？在Oracle中，绑定变量是它的一个特色。具体来说，就是在SQL语句中使用变量，通过不同的变量取值来改变SQL的执行结果。这样的好处是能够提升软解析的可能性，不足之处就在于可能会导致生成的执行计划不够优化，因此是否需要绑定变量还需要视情况而定。
举一个例子，我们使用下面的查询语句：

SQL > select * from player where player_id = 10001;

如果使用绑定变量，如：

SQL > select * from player where player_id = :player_id;

这两个查询语句的效率在Oracle中完全不同，如果在查询player_id = 10001以后，还会查询10002、10003之类数据，那么每一次查询都会创建一个新的查询解析。而第二种方式使用了绑定变量，那么在第一次查询之后，在共享池中就会存在这类查询的执行计划，也就是软解析。
MySQL中的SQL是如何执行的
MySQL是典型的C/S架构，服务端使用的mysqld。

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可以看到，MySQL由三层组成：

连接层：客户端和服务器端建立连接，客户端发送SQL到服务端。
SQL层：对SQL语句进行查询处理。
存储引擎层：与数据库文件打交道，负责数据读取和存储。

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查询缓存：Server如果在查询缓存时发现了这条SQL语句，就会直接将结果返回给客户端；如果没有，机会进入到解析器阶段。需要说明的情况是，因为查询缓存的效率不是很高，因此在MySQL8.0之后就逐渐抛弃了这个功能。
【用数据库的方式思考SQL是如何执行的】解析器：在解析器中对SQL语句进行语法分析，语义分析。
优化器：在优化器中会确定SQL语句的执行路径，比如是根据全表进行检索，还是根据索引进行检索。
执行器：在执行之前应该判断该用户是否具备了权限，具备权限就执行SQL查询并返回结果。

所以在MySQL中的SQL语句执行流程是：SQL语句->缓存查询->解析器->优化器->执行器。
与Oracle不同的是，MySQL的存储引擎采用了插件的形式，每个存储引擎都面向一种特定的数据库应用环境。下面是一些常用的存储引擎：

InnoDB 存储引擎：它是 MySQL 5.5.8 版本之后默认的存储引擎，最大的特点是支持事务、行级锁定、外键约束等。
MyISAM 存储引擎：在 MySQL 5.5.8 版本之前是默认的存储引擎，不支持事务，也不支持外键，最大的特点是速度快，占用资源少。
Memory 存储引擎：使用系统内存作为存储介质，以便得到更快的响应速度。不过如果 mysqld 进程崩溃，则会导致所有的数据丢失，因此我们只有当数据是临时的情况下才使用 Memory 存储引擎。
NDB 存储引擎：也叫做 NDB Cluster 存储引擎，主要用于 MySQL Cluster 分布式集群环境，类似于 Oracle 的 RAC 集群。
Archive 存储引擎：它有很好的压缩机制，用于文件归档，在请求写入时会进行压缩，所以也经常用来做仓库。

总结
两种数据库都是通过解析器->优化器->执行器这样的流程来执行SQL的。
但是Oracle和MySQL在进行SQL的查询上面有软件实现层面的差异。Oracle提出了共享池的概念，通过共享池来判断是进行软解析还是硬解析。而在MySQL中，8.0以后的版本不再支持查询缓存，而是直接执行解析器->优化器->执行器的流程，这一点从MySQL中的show profile里也能看到。