一条SQL语句的旅程：解析、优化与执行全过程研究

1、引言

在现代信息系统中，数据库是核心组件之一。SQL（结构化查询语言）作为与数据库交互的主要方式，其执行效率直接影响到整个系统的性能表现。虽然开发者常常只需编写一行简单的 SQL，但数据库内部却经历了一个复杂而精密的过程来完成这条 SQL 的处理。

本文将以一个完整的 SQL 示例为主线，详细剖析 SQL 从用户输入到最终返回结果的全过程，包括**解析（Parsing）、优化（Optimization）和执行（Execution）**等关键阶段。通过深入分析每个步骤的技术细节，并结合实际案例，帮助读者全面理解数据库是如何处理 SQL 查询的。

2、SQL执行的整体流程概述

SQL 查询的执行过程可以划分为以下几个主要阶段：

1. 连接建立（Connection）
   用户通过客户端连接数据库，进行身份验证。
2. 查询接收（Query Reception）
   数据库接收用户发送的 SQL 语句。
3. 解析（Parsing）
   • 词法分析
   • 语法分析
   • 语义分析
4. 优化（Optimization）
   • 基于规则的优化（RBO）
   • 基于代价的优化（CBO）
5. 执行计划生成（Plan Generation）
6. 执行（Execution）
7. 结果返回（Result Return）

我们将以如下 SQL 为例进行说明：

SELECT id, name FROM users WHERE age > 30 AND city = 'Beijing';

3、SQL解析阶段详解

3.1 词法分析（Lexical Analysis）

词法分析器（Lexer）将原始 SQL 字符串拆分成一系列有意义的“标记”（Token），例如关键字、标识符、运算符等。

对于示例 SQL：

SELECT id, name FROM users WHERE age > 30 AND city = 'Beijing';

词法分析后的 Token 列表可能如下：