深入理解SQL Server数据库Select查询原理（一）

缺乏、安全感 2021-07-04 15:04 362阅读 0赞

使用`SQL Server`十年有余，但是一直对其`Select`查询机制原理一致不明，直到最近有个通讯录表，很简单的一张表（但因简单，所以当时并没有考虑按部门排序问题），结果想查询某个单位所有部门（不重复），结果出现查询的结果排序并不是自己当前数据存储的部门顺序。经过仔细核实发现，在`Select`中使用`distinct`时，就会触发中文排序，按照拼音字母的顺序进行排序。度娘后网上有类似文章，感谢网友的无私分享。  
![在这里插入图片描述][20191121164409636.png]  
**第一步：应用程序把查询SQL语句发给服务器端执行**  
我们在数据层执行SQL语句时，应用程序会连接到相应的数据库服务器，把SQL语句发送给服务器处理。

**第二步：服务器解析请求的SQL语句**

1.  SQL计划缓存，经常用查询分析器的朋友大概都知道这样一个事实，往往一个查询语句在第一次运行的时候需要执行特别长的时间，但是如果你马上或者在一定时间内运行同样的语句，会在很短的时间内返回查询结果。

原因：

*  服务器在接收到查询请求后，并不会马上去数据库查询，而是在数据库中的计划缓存中找是否有相对应的执行计划，如果存在，就直接调用已经编译好的执行计划，节省了执行计划的编译时间。
 *  如果所查询的行已经存在于数据缓冲存储区中，就不用查询物理文件了，而是从缓存中取数据，这样从内存中取数据就会比从硬盘上读取数据快很多，提高了查询效率.数据缓冲存储区会在后面提到。

1.  如果在SQL计划缓存中没有对应的执行计划，服务器首先会对用户请求的SQL语句进行语法效验，如果有语法错误，服务器会结束查询操作，并用返回相应的错误信息给调用它的应用程序。

注意:此时返回的错误信息中，只会包含基本的语法错误信息，例如`select`写成`selec`等，错误信息中如果包含一列表中本没有的列，此时服务器是不会检查出来的，因为只是语法验证，语义是否正确放在下一步进行。

1.  语法符合后，就开始验证它的语义是否正确，例如，表名，列名，存储过程等等数据库对象是否真正存在，如果发现有不存在的，就会报错给应用程序，同时结束查询。
2.  接下来就是获得对象的解析锁，我们在查询一个表时，首先服务器会对这个对象加锁，这是为了保证数据的统一性，如果不加锁，此时有数据插入，但因为没有加锁的原因，查询已经将这条记录读入，而有的插入会因为事务的失败会回滚，就会形成脏读的现象。
3.  接下来就是对数据库用户权限的验证，`SQL`语句语法，语义都正确，此时并不一定能够得到查询结果，如果数据库用户没有相应的访问权限，服务器会报出权限不足的错误给应用程序，在稍大的项目中，往往一个项目里面会包含好几个数据库连接串，这些数据库用户具有不同的权限，有的是只读权限，有的是只写权限，有的是可读可写，根据不同的操作选取不同的用户来执行，稍微不注意，无论你的`SQL`语句写的多么完善，完美无缺都没用。
4.  解析的最后一步，就是确定最终的执行计划。当语法，语义，权限都验证后，服务器并不会马上给你返回结果，而是会针对你的`SQL`进行优化，选择不同的查询算法以最高效的形式返回给应用程序。例如在做表联合查询时，服务器会根据开销成本来最终决定采用`hashjoin，mergejoin`，还是`loopjoin`，采用哪一个索引会更高效等等，不过它的自动化优化是有限的，要想写出高效的查询`SQL`还是要优化自己的`SQL`查询语句。

当确定好执行计划后，就会把这个执行计划保存到`SQL`计划缓存中，下次在有相同的执行请求时，就直接从计划缓存中取，避免重新编译执行计划。

**第三步：语句执行**  
服务器对SQL语句解析完成后，服务器才会知道这条语句到底代表了什么意思，接下来才会真正的执行SQL语句。

这时分两种情况:

*  如果查询语句所包含的数据行已经读取到数据缓冲存储区的话，服务器会直接从数据缓冲存储区中读取数据返回给应用程序，避免了从物理文件中读取，提高查询速度。

如果数据行没有在数据缓冲存储区中，则会从物理文件中读取记录返回给应用程序，同时把数据行写入数据缓冲存储区中，供下次使用。

说明:SQL缓存分好几种，这里有兴趣的朋友可以去搜索一下，有时因为缓存的存在，使得我们很难马上看出优化的结果，因为第二次执行因为有缓存的存在，会特别快速，所以一般都是先消除缓存，然后比较优化前后的性能表现，这里有几个常用的方法:

DBCC DROPCLEANBUFFERS

从缓冲池中删除所有清除缓冲区。

DBCC FREEPROCCACHE

从过程缓存中删除所有元素。

DBCC FREESYSTEMCACHE

从所有缓存中释放所有未使用的缓存条目。`SQLServer2005`数据库引擎会事先在后台清理未使用的缓存条目，以使内存可用于当前条目。但是，可以使用此命令从所有缓存中手动删除未使用的条目。