⾼级数据库四：浅谈数据库查询过程（QueryProcessing）
我们知道，⽬前通⽤的数据库查询语⾔是SQL语⾔（Structured Query Language）。SQL语⾔也是⼀种编译型语⾔，需要SQL编译器编译后才能执⾏，但它与C、C++、Java等语⾔不同，SQL语⾔是⼀种⾮过程化语⾔，这意味着使⽤SQL进⾏操作的时候，你只需要指定你要达到什么⽬的，⽽⽆需指明要怎样达到⽬的。
既然⽤户只需要解决“做什么”的问题，那么，“怎么做”的问题正是本⽂要讨论的问题。
优化器（Optimizer）
优化器也称查询优化器（Query Optimizer），它的主要⼯作是优化数据访问，根据提交的SQL语句，综合各种已有的信息（主要是系统编⽬表）来产⽣最优的可执⾏的访问⽅案。
优化器在整个数据库系统中占据着⾄⾼⽆上的地位，它是数据库性能的决定因素，是所有数据库引擎中最重要的组件。
优化器的⼯作可以直观的理解为以下4个步骤：
1. 接收并验证SQL语句的语法语义；
2. 分析环境并优化满⾜SQL语句的⽅法；
3. 创建计算机可读指令来执⾏优化的SQL；
4. 执⾏指令或存储他们以便将来执⾏。
查询过程
先来看看SQL语句的⼤致执⾏流程
语法分析（Parse Query）
SQL语句被提交给SQL编译器，编译器通过语法树（Parse Tree）分析该语句，检查其语法，如果存在语法错误，编译器就停⽌处理并返回错误信息；如果不存在语法问题，编译器会将SQL语句转换为可被优化器分析的逻辑查询语句（关系代数语句），并据此创建该查询的查询图模。
语义检查（Check Semantics）
语法分析完成后，编译器会根据查询图模型进⾏语义检查（⽐如检查语句中的数据类型是否与数据库的表列的数据类型⼀致），语义检查完成后也会将相关信息添加到查询图模型，包括参考约束，表检查约束，触发器，和视图信息等。
数据库优化sql语句查询重写（Rewrite Query）
如果SQL语句的语法语义都没有问题，就可以正式进⾏查询操作了。这是优化器进⾏查询优化的开始阶段，其⽬的是将提交的SQL语句优化成效率更⾼的形式。
这种优化可以是基于查询成本的考虑，也可以是基于查询规则的考虑，是基于关系代数语句进⾏的调整。举⼀个直观的例⼦：
考虑下⾯两条SQL语句，查询⼯龄为5年的员⼯及其所享有的年终奖级别：
Select EMPLOYEE.Name, WELFARE.Bonus From EMPLOYEE, WELFARE Where EMPLOYEE.Seniority > 5And  EMPLOYEE.Seniority = WELFARE.Senio Select EMPLOYEE.Name, WELFARE.Bonus From EMPLOYEE, WELFARE Where EMPLOYEE.Seniority > 5And  WELFARE.Seniority > 5And  EMPLOYEE 很显然，两条语句的功能相同，第⼆条后⾯的“WELFARE.Seniority > 5”条件还有点多余，那么，那条语句的执⾏效率更⾼？
答案是第⼆条！因为第⼀条将EMPLOYEE中Seniority>5的⾏与WELFARE中的所有⾏作外连接再来Seniority相等的⾏，⽽第⼆条则是
将EMPLOYEE中Seniority>5的⾏和WELFARE中Seniority>5的⾏作外连接再来Seniority相等的⾏。显然，第⼆条语句只有更少的⾏参
与外连接，效率⾃然更⾼。
可是，我们通常写出的查询语句都是第⼀条的形式，⽽查询重写却可以将之优化，优化器的查询重写器能⾃动帮我们完成查询语句的优化，
到更⾼效的查询形式。
当然了，查询重写并不是直接对SQL语句作上述例⼦那样的优化，它操作的是由语法分析转换过的关
系代数语句，且需要根据重写图模型提
供的信息作出形式优化。
优化访问计划（Optimizer Access Plan）
根据查询图模型提供的信息，优化器会⽣成许多能够满⾜查询请求的访问计划（执⾏⽅案⽅案），然后优化器综合系统编⽬表中关于表，索
引，列和函数等等的统计信息，估计每种访问计划的执⾏成本，并选择具有最⼩成本的⽅案作为最终的访问计划（Acess Plan）。
⽣成可执⾏代码（Generate Executable Code）
根据最终选定的访问计划⽣成执⾏代码，类似C语⾔编译后⽣成可被机器识别的机器码⼀样。
执⾏访问计划（Execute Plan）
执⾏可执⾏代码，获取查询结果集。

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