前言：
一直是想知道一条SQL语句是怎么被执行的，它执行的顺序是怎样的，然后查看总结各方资料，就有了下面这一篇博文了。
本文将从MySQL总体架构--->查询执行流程--->语句执行顺序来探讨一下其中的知识。
一、MySQL架构总览：
架构最好看图，再配上必要的说明文字。
下图根据参考书籍中一图为原本，再在其上添加上了自己的理解。
从上图中我们可以看到，整个架构分为两层，上层是MySQLD的被称为的‘SQL Layer’，下层是各种各样对上提供接口的存储引擎，被称为‘Storage Engine Layer’。其它各个模块和组件，从名字上就可以简单了解到它们的作用，这里就不再累述了。
二、查询执行流程
下面再向前走一些，容我根据自己的认识说一下查询执行的流程是怎样的：
1.连接
1.1客户端发起一条Query请求，监听客户端的‘连接管理模块’接收请求
1.2将请求转发到‘连接进/线程模块’
1.3调用‘用户模块’来进行授权检查
1.4通过检查后，‘连接进/线程模块’从‘线程连接池’中取出空闲的被缓存的连接线程和客户端请求对接，如果失败则创建一个新的连接请求
2.处理
2.1先查询缓存，检查Query语句是否完全匹配，接着再检查是否具有权限，都成功则直接取数据返回
2.2上一步有失败则转交给‘命令解析器’，经过词法分析，语法分析后生成解析树
2.3接下来是预处理阶段，处理解析器无法解决的语义，检查权限等，生成新的解析树
2.4再转交给对应的模块处理
2.5如果是SELECT查询还会经由‘查询优化器’做大量的优化，生成执行计划
2.6模块收到请求后，通过‘访问控制模块’检查所连接的用户是否有访问目标表和目标字段的权限
2.7有则调用‘表管理模块’，先是查看table cache中是否存在，有则直接对应的表和获取锁，否则重新打开表文件
2.8根据表的meta数据，获取表的存储引擎类型等信息，通过接口调用对应的存储引擎处理
2.9上述过程中产生数据变化的时候，若打开日志功能，则会记录到相应二进制日志文件中
3.结果
3.1Query请求完成后，将结果集返回给‘连接进/线程模块’
3.2返回的也可以是相应的状态标识，如成功或失败等
3.3‘连接进/线程模块’进行后续的清理工作，并继续等待请求或断开与客户端的连接
一图小总结
三、SQL解析顺序
接下来再走一步，让我们看看一条SQL语句的前世今生。
首先看一下示例语句
SELECT DISTINCT
< select_list >
FROM
< left_table > < join_type >
JOIN < right_table > ON < join_condition >
WHERE
< where_condition >
GROUP BY
< group_by_list >
HAVING
< having_condition >
ORDER BY
< order_by_condition >
LIMIT < limit_number >
然而它的执行顺序是这样的
FROM <left_table>
ON <join_condition>
<join_type> JOIN <right_table>
WHERE <where_condition>
GROUP BY <group_by_list>
HAVING <having_condition>
SELECT
DISTINCT <select_list>
ORDER BY <order_by_condition>
LIMIT <limit_number>
虽然自己没想到是这样的，不过一看还是很自然和谐的，从哪里获取，不断的过滤条件，要选择一样或不一样的，排好序，那才知道要取前几条呢。
既然如此了，那就让我们一步步来看看其中的细节吧。
准备工作
1.创建测试数据库
create database test
2.创建测试表
CREATE TABLE `score` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`uid` char(10) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
`score` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(20) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;
3.插入数据 同名同姓的多个张三参加了多次考试，一个打酱油的还忘记在试卷上写名字了
INSERT INTO user (name)
VALUES
('张三'),('pendant59'),('张三'),('张三');
INSERT INTO score ( uid,score )
VALUES
( '1', 99 ),( '1', 69 ),
( '2', 59 ),( '2', 80 ),
( '2', 99 ),( '3', 75 ),
( '', 59);
4.最后想要的结果： 让我们找出得分最高的张三的ID和他考试的总次数
SELECT
u.`id`,
u.`name`,
count( s.id ) AS total,
max( s.score ) AS max_score
FROM
`user` AS u
LEFT JOIN score AS s ON u.`id` = s.`uid`
WHERE
u.NAME = '张三'
GROUP BY
u.id
HAVING
max(s.score) > 0
ORDER BY
max_score DESC
LIMIT 1;
现在开始SQL解析之旅吧！
主表：user , 关联表 score
1. FROM
当涉及多个表的时候，左边表的输出会作为右边表的输入，之后会生成一个虚拟表VT1。
(1-J1) 笛卡尔积
计算两个相关联表的笛卡尔积(CROSS JOIN) ，生成虚拟表VT1-J1。28条记录 u:4 s:7 4*7=28
SELECT * FROM `user`, score
目标sql 生成的 VT1-J1 表：
(1-J2) on 是为 join 服务的，外联接下，关注的是关联表的数据，内连接(inner join)则关注关联表和主表的数据
1. on 的目的 是 基于虚拟表VT1-J1这一个虚拟表进行过滤，过滤出所有满足on 条件的列，生成虚拟表VT1-J2。
2. 外联接 on 关注的是 关联表, 虽然在on中添加了 u.name 限制条件，但是结果还是返回了主表中所有数据：
3. 外联接 on 是多条件，仍然只对关联表进行筛选：
蓝色框是关联表的数据 pendant59已经被剔除，所以红色框内主表中pendant59对应的关联表中的数据是空
inner join ，不需要添加外部列，主表和关联表在on的基础上 取交集 (可以看作是目标sql查询生成的 VT1-J2 表，实际上不是，但是 on 和 添加外部列 没办法拆开显示)
因为目标sql是 left join，需要添加外部列，所以会有J3表
(1-J3) 添加外部列（外连接）
如果使用了外连接(LEFT,RIGHT,FULL)，主表（user）中所有列会被加入到VT1-J2中，作为外部行，生成虚拟表VT1-J3。
目标sql查询结果 VT1 表 ： 最后id为 4的 张三 是添加的外部列 （这样主表所有的列都在VT1中了）
下面从网上找到一张很形象的关于‘SQL JOINS'的解释图，如若侵犯了你的权益，请劳烦告知删除，谢谢。
2. WHERE
1. 对上一步生成的临时表VT1进行过滤（这时只针对VT1表内的数据，会把VT1中不符合where 条件的记录全部过滤掉），满足WHERE子句的列被插入到VT2表中。
注意：
此时因为分组，不能使用聚合运算；也不能使用SELECT中创建的别名:
更改sql 查询的字段，统计记录条数并设置别名
目标sql查询结果 VT2 表： 已将 VT1中 name != 张三的记录排除了
Where 和 On 的比较：
在外连接的情况下 on 关注的是关联表，筛选关联表的数据，目的是生成虚拟表 VT1，
在内连接的情况下 on 关注的是关联表 和 主表，筛选关联表和主表的数据，目的是生成虚拟表 VT1，
where 关注的是 VT1 虚拟表， 筛选虚拟表VT1中的数据服务，目的是生成虚拟表VT2。
on 和 where 关注的对象不同，目的也不同。
3. GROUP BY
这个子句会把VT2中生成的表按照GROUP BY中的列进行分组。生成VT3表。
注意：
其后处理过程的语句，如SELECT,HAVING，所用到的列必须包含在GROUP BY中，对于没有出现的，得用聚合函数；
原因：
GROUP BY改变了对表的引用，将其转换为新的引用方式，能够对其进行下一级逻辑操作的列会减少；
原作者的理解是：
根据分组字段，将具有相同分组字段的记录归并成一条记录，因为每一个分组只能返回一条记录，除非是被过滤掉了，而不在分组字段里面的字段可能会有多个值，多个值是无法放进一条记录的，所以必须通过聚合函数将这些具有多值的列转换成单值；
这里的 select * 就是 就是只通过group by 聚合后的数据生成的VT3表包含的字段，但是因为包含 非聚合的 s.id 所以无法生成VT3表，于是会抛出异常。
可以通过去掉配置文件 中sql_mode 选项值 ONLY_FULL_GROUP_BY 使mysql 支持当前sql，但是不推荐，还是按标准的方式书写。
（原文作者可以正常查询，博文发表时间是15年，应该是5.7以下版本，默认就没有ONLY_FULL_GROUP_BY）
这里报错说 包含非聚合的s.id 跟原文作者的理解是一样的，在上面的VT2表中，
s.id，s.score 都是 有多个不同值，在group by 的时候无法合并，所以要想select 中包含 s.id 和 s.score 就要用聚合函数来使他们变成一个值，然后group by 才能生成一条记录（聚合函数：max(), min(),count(),sum(),avg()）
这个是不包含有多个值的查询（group by 可以 u.id 正常分组，返回唯一记录），查询正常，结果也生成了当前查询对应的VT3表
经过聚合函数处理后的 s.id 生成了新的唯一字段 也可以正常查询了，结果也生成了当前查询对应的VT3表（你也可以用sum,avg 等聚合函数，这里是为了目标sql）
目标sql查询结果 VT3 表：
呐呐呐，这里答案就已经呼之欲出了 （因为sql_mode的配置原因，跟原作者查询的sql不一样，原作者可以select * ）。
4. HAVING
这个子句对VT3表中的不同的组进行过滤，只作用于分组后的数据，满足HAVING条件的子句被加入到VT4表中。
接下来就意思一下 来个having( 关于 having 后面跟不跟select 的别名 详见文末补充)，对VT3的记录进行筛选生成VT4
目标sql查询结果 VT4 表：
（因为sql_mode的配置原因，跟原作者查询的sql不一样，原作者可以select * ）
5. SELECT
这个子句对SELECT子句中的元素进行处理，生成VT5表。
(5-J1)计算表达式 计算SELECT 子句中的表达式，生成VT5-J1
(5-J2)DISTINCT (如果有用到)
寻找VT5-1中的重复列，并删掉，生成VT5-J2
如果在查询中指定了DISTINCT子句，则会创建一张内存临时表（如果内存放不下，就需要存放在硬盘了）。这张临时表的表结构和上一步产生的虚拟表VT5是一样的，不同的是对进行DISTINCT操作的列增加了一个唯一索引，以此来除重复数据。
目标sql查询结果 VT5 表：
这里和having 生成的表其实是一样的 因为select 的已经在vt4表中了 （因为sql_mode的配置原因，跟原作者查询的sql不一样，原作者可以select * 所以可以把 VT4 和VT5 分开展示）
6.ORDER BY
从VT5-J2中的表中，根据ORDER BY 子句的条件对结果进行排序，生成VT6表。
注意：
唯一可使用SELECT中别名的地方；
目标sql查询结果 VT6 表：
7.LIMIT
LIMIT子句从上一步得到的VT6虚拟表中选出从指定位置开始的指定行数据。
注意：
offset和rows的正负带来的影响；
当偏移量很大时效率是很低的，可以使用 inner join 优化：
例如 select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b on a.id=b.id; # join里面不要用 *
参考链接
https://www.cnblogs.com/zhangyachen/p/8030252.html
https://github.com/zhangyachen/zhangyachen.github.io/issues/117
至此SQL的解析之旅就结束了，上图总结一下：
参考书籍：
《MySQL性能调优与架构实践》
《MySQL技术内幕：SQL编程》
补充：
1. 关于having后面是否可以跟 select中定义的别名的问题，经测试，Mysql 5.7.x版本 允许在having condition中使用select list中的alias, （配置文件中的 sql_mode 包含 ONLY_FULL_GROUP_BY 依然可以）, 但是标准的sql语句是不能在having后面使用select 中定义的别名 https://www.w3school.com.cn/sql/sql_having.asp
看了原作者的文章，又用了四五个小时自己过了一遍，添加了一些补充说明，收获颇多。撒花~