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SQL語(yǔ)句的執(zhí)行原理分析

原理：
第一步：應(yīng)用程序把查詢SQL語(yǔ)句發(fā)給服務(wù)器端執(zhí)行。
我們?cè)跀?shù)據(jù)層執(zhí)行SQL語(yǔ)句時(shí),應(yīng)用程序會(huì)連接到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,把SQL語(yǔ)句發(fā)送給服務(wù)器處理。
第二步：服務(wù)器解析請(qǐng)求的SQL語(yǔ)句。
1:SQL計(jì)劃緩存,經(jīng)常用查詢分析器的朋友大概都知道這樣一個(gè)事實(shí),往往一個(gè)查詢語(yǔ)句在第一次運(yùn)行的時(shí)候需要執(zhí)行特別長(zhǎng)的時(shí)間,但是如果你馬上或者在一定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行同樣的語(yǔ)句,會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)返回查詢結(jié)果。　　
原因:
1):服務(wù)器在接收到查詢請(qǐng)求后,并不會(huì)馬上去數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,而是在數(shù)據(jù)庫(kù)中的計(jì)劃緩存中找是否有相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行計(jì)劃,如果存在,就直接調(diào)用已經(jīng)編譯好的執(zhí)行計(jì)劃,節(jié)省了執(zhí)行計(jì)劃的編譯時(shí)間。
2):如果所查詢的行已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)中,就不用查詢物理文件了,而是從緩存中取數(shù)據(jù),這樣從內(nèi)存中取數(shù)據(jù)就會(huì)比從硬盤上讀取數(shù)據(jù)快很多,提高了查詢效率.數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)會(huì)在后面提到。
2:如果在SQL計(jì)劃緩存中沒有對(duì)應(yīng)的執(zhí)行計(jì)劃,服務(wù)器首先會(huì)對(duì)用戶請(qǐng)求的SQL語(yǔ)句進(jìn)行語(yǔ)法效驗(yàn),如果有語(yǔ)法錯(cuò)誤,服務(wù)器會(huì)結(jié)束查詢操作,并用返回相應(yīng)的錯(cuò)誤信息給調(diào)用它的應(yīng)用程序。
注意:此時(shí)返回的錯(cuò)誤信息中,只會(huì)包含基本的語(yǔ)法錯(cuò)誤信息,例如select 寫成selec等,錯(cuò)誤信息中如果包含一列表中本沒有的列,此時(shí)服務(wù)器是不會(huì)檢查出來(lái)的,因?yàn)橹皇钦Z(yǔ)法驗(yàn)證,語(yǔ)義是否正確放在下一步進(jìn)行。
3:語(yǔ)法符合后,就開始驗(yàn)證它的語(yǔ)義是否正確,例如,表名,列名,存儲(chǔ)過程等等數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象是否真正存在,如果發(fā)現(xiàn)有不存在的,就會(huì)報(bào)錯(cuò)給應(yīng)用程序,同時(shí)結(jié)束查詢。
4:接下來(lái)就是獲得對(duì)象的解析鎖,我們?cè)诓樵円粋€(gè)表時(shí),首先服務(wù)器會(huì)對(duì)這個(gè)對(duì)象加鎖,這是為了保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性,如果不加鎖,此時(shí)有數(shù)據(jù)插入,但因?yàn)闆]有加鎖的原因,查詢已經(jīng)將這條記錄讀入,而有的插入會(huì)因?yàn)槭聞?wù)的失敗會(huì)回滾,就會(huì)形成臟讀的現(xiàn)象。
5:接下來(lái)就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶權(quán)限的驗(yàn)證,SQL語(yǔ)句語(yǔ)法,語(yǔ)義都正確,此時(shí)并不一定能夠得到查詢結(jié)果,如果數(shù)據(jù)庫(kù)用戶沒有相應(yīng)的訪問權(quán)限,服務(wù)器會(huì)報(bào)出權(quán)限不足的錯(cuò)誤給應(yīng)用程序,在稍大的項(xiàng)目中,往往一個(gè)項(xiàng)目里面會(huì)包含好幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接串,這些數(shù)據(jù)庫(kù)用戶具有不同的權(quán)限,有的是只讀權(quán)限,有的是只寫權(quán)限,有的是可讀可寫,根據(jù)不同的操作選取不同的用戶來(lái)執(zhí)行,稍微不注意,無(wú)論你的SQL語(yǔ)句寫的多么完善,完美無(wú)缺都沒用。
6:解析的最后一步,就是確定最終的執(zhí)行計(jì)劃。當(dāng)語(yǔ)法,語(yǔ)義,權(quán)限都驗(yàn)證后,服務(wù)器并不會(huì)馬上給你返回結(jié)果,而是會(huì)針對(duì)你的SQL進(jìn)行優(yōu)化,選擇不同的查詢算法以最高效的形式返回給應(yīng)用程序。例如在做表聯(lián)合查詢時(shí),服務(wù)器會(huì)根據(jù)開銷成本來(lái)最終決定采用hash join,merge join ,還是loop join,采用哪一個(gè)索引會(huì)更高效等等,不過它的自動(dòng)化優(yōu)化是有限的,要想寫出高效的查詢SQL還是要優(yōu)化自己的SQL查詢語(yǔ)句。
當(dāng)確定好執(zhí)行計(jì)劃后,就會(huì)把這個(gè)執(zhí)行計(jì)劃保存到SQL計(jì)劃緩存中,下次在有相同的執(zhí)行請(qǐng)求時(shí),就直接從計(jì)劃緩存中取,避免重新編譯執(zhí)行計(jì)劃。
第三步：語(yǔ)句執(zhí)行。
服務(wù)器對(duì)SQL語(yǔ)句解析完成后,服務(wù)器才會(huì)知道這條語(yǔ)句到底表態(tài)了什么意思,接下來(lái)才會(huì)真正的執(zhí)行SQL語(yǔ)句。
此時(shí)分兩種情況:
1):如果查詢語(yǔ)句所包含的數(shù)據(jù)行已經(jīng)讀取到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)的話,服務(wù)器會(huì)直接從數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)中讀取數(shù)據(jù)返回給應(yīng)用程序,避免了從物理文件中讀取,提高查詢速度。
2):如果數(shù)據(jù)行沒有在數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)中,則會(huì)從物理文件中讀取記錄返回給應(yīng)用程序,同時(shí)把數(shù)據(jù)行寫入數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)區(qū)中,供下次使用。
說(shuō)明:SQL緩存分好幾種,這里有興趣的朋友可以去搜索一下,有時(shí)因?yàn)榫彺娴拇嬖?使得我們很難馬上看出優(yōu)化的結(jié)果,因?yàn)榈诙螆?zhí)行因?yàn)橛芯彺娴拇嬖?會(huì)特別快速,所以一般都是先消除緩存,然后比較優(yōu)化前后的性能表現(xiàn),這里有幾個(gè)常用的方法:
　DBCC DROPCLEANBUFFERS
　從緩沖池中刪除所有清除緩沖區(qū)。
　DBCC FREEPROCCACHE
　從過程緩存中刪除所有元素。
　DBCC FREESYSTEMCACHE
從所有緩存中釋放所有未使用的緩存條目。SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫(kù)引擎會(huì)事先在后臺(tái)清理未使用的緩存條目，以使內(nèi)存可用于當(dāng)前條目。但是，可以使用此命令從所有緩存中手動(dòng)刪除未使用的條目。
這只能基本消除SQL緩存的影響,目前好像沒有完全消除緩存的方案,如果大家有,請(qǐng)指教。
執(zhí)行順序：
1. FROM 子句返回初始結(jié)果集。
2. WHERE 子句排除不滿足搜索條件的行。
3. GROUP BY 子句將選定的行收集到 GROUP BY 子句中各個(gè)唯一值的組中。
4. 選擇列表中指定的聚合函數(shù)可以計(jì)算各組的匯總值。
5. 此外，HAVING 子句排除不滿足搜索條件的行。
6. 計(jì)算所有的表達(dá)式；
7. 使用order by對(duì)結(jié)果集進(jìn)行排序。
8.查找你要搜索的字段。

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