如果再有人问你数据库的原理，把这篇文章给他( 六 ) _数据库

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查询管理器：

查询解析器（Query parser）：用于检查查询是否合法
查询重写器（Query rewriter）：用于预优化查询
查询优化器（Query optimizer）：用于优化查询
查询执行器（Query executor）：用于编译和执行查询

数据管理器：

事务管理器（Transaction manager）：用于处理事务
缓存管理器（Cache manager）：数据被使用之前置于内存，或者数据写入磁盘之前置于内存
数据访问管理器（Data access manager）：访问磁盘中的数据

在本文剩余部分，我会集中探讨数据库如何通过如下进程管理SQL查询的：

客户端管理器
查询管理器
数据管理器（含复原管理器）

客户端管理器

文章插图

客户端管理器是处理客户端通信的。客户端可以是一个（网站）服务器或者一个最终用户或最终应用。客户端管理器通过一系列知名的API（JDBC, ODBC, OLE-DB …）提供不同的方式来访问数据库。
客户端管理器也提供专有的数据库访问API 。
当你连接到数据库时：

管理器首先检查你的验证信息（用户名和密码），然后检查你是否有访问数据库的授权。这些权限由DBA分配。
然后，管理器检查是否有空闲进程（或线程）来处理你对查询。
管理器还会检查数据库是否负载很重。
管理器可能会等待一会儿来获取需要的资源。如果等待时间达到超时时间，它会关闭连接并给出一个可读的错误信息。
然后管理器会把你的查询送给查询管理器来处理。
因为查询处理进程不是『不全则无』的，一旦它从查询管理器得到数据，它会把部分结果保存到一个缓冲区并且开始给你发送。
如果遇到问题，管理器关闭连接，向你发送可读的解释信息，然后释放资源。

查询管理器

文章插图

这部分是数据库的威力所在，在这部分里，一个写得糟糕的查询可以转换成一个快速执行的代码，代码执行的结果被送到客户端管理器。这个多步骤操作过程如下：

查询首先被解析并判断是否合法
然后被重写，去除了无用的操作并且加入预优化部分
接着被优化以便提升性能，并被转换为可执行代码和数据访问计划。
然后计划被编译
最后，被执行

这里我不会过多探讨最后两步，因为它们不太重要。
看完这部分后，如果你需要更深入的知识，我建议你阅读：

关于成本优化的初步研究论文(1979)：关系型数据库系统存取路径选择。这个篇文章只有12页，而且具备计算机一般水平就能理解。
非常好、非常深入的 DB2 9.X 如何优化查询的介绍
非常好的PostgreSQL如何优化查询的介绍。这是一篇最通俗易懂的文档，因为它讲的是『我们来看看在这种情况下，PostgreSQL给出了什么样的查询计划』，而不是『我们来看看PostgreSQL用的什么算法』。
官方SQLite优化文档。『易于』阅读，因为SQLite用的是简单规则。再者，这是唯一真正解释SQLite如何工作的官方文档。
非常好的SQL Server 2005 如何优化查询的介绍
Oracle 12c 优化白皮书
2篇查询优化的教程，第一篇第二篇。教程来自《数据库系统概念》的作者，很好的读物，集中讨论磁盘I/O，但是要求具有很好的计算机科学水平。
另一个原理教程，这篇教程我觉得更易懂，不过它仅关注联接运算符（join operators）和磁盘I/O 。

查询解析器每一条SQL语句都要送到解析器来检查语法，如果你的查询有错，解析器将拒绝该查询。比如，如果你写成”SLECT …” 而不是 “SELECT …”，那就没有下文了。
但这还不算完，解析器还会检查关键字是否使用正确的顺序，比如 WHERE 写在 SELECT 之前会被拒绝。
然后，解析器要分析查询中的表和字段，使用数据库元数据来检查：