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Mysql - JOIN 详解

原文链接: mp.weixin.qq.com

0 索引

  • JOIN语句的执行顺序

  • INNER/LEFT/RIGHT/FULL JOIN的区别

  • ONWHERE的区别

1 概述

一个完整的SQL语句中会被拆分成多个子句,子句的执行过程中会产生虚拟表(vt),但是结果只返回最后一张虚拟表。从这个思路出发,我们试着理解一下JOIN查询的执行过程并解答一些常见的问题。

如果之前对不同JOIN的执行结果没有概念,可以结合这篇文章: https://www.codeproject.com/Articles/33052/Visual-Representation-of-SQL-Joins 往下看。

2 JOIN的执行顺序

以下是JOIN查询的通用结构:

  1. SELECT <row_list>

  2.  FROM <left_table>

  3.    <inner|left|right> JOIN <right_table>

  4.      ON <join condition>

  5.        WHERE <where_condition>

复制代码

它的执行顺序如下(SQL语句里第一个被执行的总是FROM子句)

  • FROM:对左右两张表执行笛卡尔积,产生第一张表vt1。行数为n*m(n为左表的行数,m为右表的行数

  • ON:根据ON的条件逐行筛选vt1,将结果插入vt2中

  • JOIN:添加外部行,如果指定了LEFT JOIN( LEFT OUTER JOIN),则先遍历一遍左表的每一行,其中不在vt2的行会被插入到vt2,该行的剩余字段将被填充为NULL,形成vt3;如果指定了 RIGHT JOIN也是同理。但如果指定的是INNER JOIN,则不会添加外部行,上述插入过程被忽略,vt2=vt3(所以 INNER JOIN的过滤条件放在ONWHERE里 执行结果是没有区别的,下文会细说)

  • WHERE:对vt3进行条件过滤,满足条件的行被输出到vt4

  • SELECT:取出vt4的指定字段到vt5

下面用一个例子介绍一下上述联表的过程(这个例子不是个好的实践,只是为了说明join语法)。

3 举例

创建一个用户信息表:

  1. CREATE TABLE `user_info` (

  2.  `userid` int(11) NOT NULL,

  3.  `name` varchar(255) NOT NULL,

  4.  UNIQUE `userid` (`userid`)

  5. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4

复制代码

再创建一个用户余额表:

  1. CREATE TABLE `user_account` (

  2.  `userid` int(11) NOT NULL,

  3.  `money` bigint(20) NOT NULL,

  4. UNIQUE `userid` (`userid`)

  5. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4

复制代码

随便导入一些数据:

  1. select * from user_info;

  2. +--------+------+

  3. | userid | name |

  4. +--------+------+

  5. |   1001 | x    |

  6. |   1002 | y    |

  7. |   1003 | z    |

  8. |   1004 | a    |

  9. |   1005 | b    |

  10. |   1006 | c    |

  11. |   1007 | d    |

  12. |   1008 | e    |

  13. +--------+------+

  14. 8 rows in set (0.00 sec)

  15. select * from user_account;

  16. +--------+-------+

  17. | userid | money |

  18. +--------+-------+

  19. |   1001 |    22 |

  20. |   1002 |    30 |

  21. |   1003 |     8 |

  22. |   1009 |    11 |

  23. +--------+-------+

  24. 4 rows in set (0.00 sec)

复制代码

一共8个用户有用户名,4个用户的账户有余额。

取出userid为1003的用户姓名和余额,SQL如下

  1. SELECT i.name, a.money

  2.  FROM user_info as i

  3.    LEFT JOIN user_account as a

  4.      ON i.userid = a.userid

  5.        WHERE a.userid = 1003;

复制代码
第一步:执行FROM子句对两张表进行笛卡尔积操作

笛卡尔积操作后会返回两张表中所有行的组合,左表userinfo有8行,右表useraccount有4行,生成的虚拟表vt1就是8*4=32行:

  1. SELECT * FROM user_info as i LEFT JOIN user_account as a ON 1;

  2. +--------+------+--------+-------+

  3. | userid | name | userid | money |

  4. +--------+------+--------+-------+

  5. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  6. |   1002 | y    |   1001 |    22 |

  7. |   1003 | z    |   1001 |    22 |

  8. |   1004 | a    |   1001 |    22 |

  9. |   1005 | b    |   1001 |    22 |

  10. |   1006 | c    |   1001 |    22 |

  11. |   1007 | d    |   1001 |    22 |

  12. |   1008 | e    |   1001 |    22 |

  13. |   1001 | x    |   1002 |    30 |

  14. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  15. |   1003 | z    |   1002 |    30 |

  16. |   1004 | a    |   1002 |    30 |

  17. |   1005 | b    |   1002 |    30 |

  18. |   1006 | c    |   1002 |    30 |

  19. |   1007 | d    |   1002 |    30 |

  20. |   1008 | e    |   1002 |    30 |

  21. |   1001 | x    |   1003 |     8 |

  22. |   1002 | y    |   1003 |     8 |

  23. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  24. |   1004 | a    |   1003 |     8 |

  25. |   1005 | b    |   1003 |     8 |

  26. |   1006 | c    |   1003 |     8 |

  27. |   1007 | d    |   1003 |     8 |

  28. |   1008 | e    |   1003 |     8 |

  29. |   1001 | x    |   1009 |    11 |

  30. |   1002 | y    |   1009 |    11 |

  31. |   1003 | z    |   1009 |    11 |

  32. |   1004 | a    |   1009 |    11 |

  33. |   1005 | b    |   1009 |    11 |

  34. |   1006 | c    |   1009 |    11 |

  35. |   1007 | d    |   1009 |    11 |

  36. |   1008 | e    |   1009 |    11 |

  37. +--------+------+--------+-------+

  38. 32 rows in set (0.00 sec)

复制代码
第二步:执行ON子句过滤掉不满足条件的行

ON i.userid = a.userid 过滤之后vt2如下:

  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  5. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  6. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  7. +--------+------+--------+-------+

复制代码
第三步:JOIN 添加外部行

LEFT JOIN会将左表未出现在vt2的行插入进vt2,每一行的剩余字段将被填充为NULL,RIGHT JOIN同理。

本例中用的是LEFT JOIN,所以会将左表user_info剩下的行都添上 生成表vt3:

  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  5. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  6. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  7. |   1004 | a    |   NULL |  NULL |

  8. |   1005 | b    |   NULL |  NULL |

  9. |   1006 | c    |   NULL |  NULL |

  10. |   1007 | d    |   NULL |  NULL |

  11. |   1008 | e    |   NULL |  NULL |

  12. +--------+------+--------+-------+

复制代码
第四步:WHERE条件过滤

WHERE a.userid = 1003 生成表vt4:

  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  5. +--------+------+--------+-------+

复制代码
第五步:SELECT

SELECT i.name, a.money 生成vt5:

  1. +------+-------+

  2. | name | money |

  3. +------+-------+

  4. | z    |     8 |

  5. +------+-------+

复制代码

虚拟表vt5作为最终结果返回给客户端。

介绍完联表的过程之后,我们看看常用JOIN的区别。

4 INNER/LEFT/RIGHT/FULL JOIN的区别

  • INNER JOIN...ON...: 返回 左右表互相匹配的所有行(因为只执行上文的第二步ON过滤,不执行第三步 添加外部行)

  • LEFT JOIN...ON...: 返回左表的所有行,若某些行在右表里没有相对应的匹配行,则将右表的列在新表中置为NULL

  • RIGHT JOIN...ON...: 返回右表的所有行,若某些行在左表里没有相对应的匹配行,则将左表的列在新表中置为NULL

INNER JOIN

拿上文的第三步添加外部行来举例,若LEFT JOIN替换成INNER JOIN,则会跳过这一步,生成的表vt3与vt2一模一样:

                        
  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  5. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  6. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  7. +--------+------+--------+-------+

复制代码
RIGHT JOIN

LEFT JOIN替换成RIGHT JOIN,则生成的表vt3如下:

  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  5. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  6. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  7. |   NULL | NULL |   1009 |    11 |

  8. +--------+------+--------+-------+

复制代码

因为useraccount(右表)里存在userid=1009这一行,而userinfo(左表)里却找不到这一行的记录,所以会在第三步插入以下一行:

  1. |   NULL | NULL |   1009 |    11 |

复制代码
FULL JOIN

上文引用的文章中提到了标准SQL定义的FULL JOIN,这在mysql里是不支持的,不过我们可以通过LEFT JOIN + UNION + RIGHT JOIN 来实现 FULL JOIN

  1. SELECT *

  2.  FROM user_info as i

  3.    RIGHT JOIN user_account as a

  4.      ON a.userid=i.userid

  5. union

  6. SELECT *

  7.  FROM user_info as i

  8.    LEFT JOIN user_account as a

  9.      ON a.userid=i.userid;

复制代码

他会返回如下结果:

  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  5. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  6. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  7. |   NULL | NULL |   1009 |    11 |

  8. |   1004 | a    |   NULL |  NULL |

  9. |   1005 | b    |   NULL |  NULL |

  10. |   1006 | c    |   NULL |  NULL |

  11. |   1007 | d    |   NULL |  NULL |

  12. |   1008 | e    |   NULL |  NULL |

  13. +--------+------+--------+-------+

复制代码

ps:其实我们从语义上就能看出LEFT JOINRIGHT JOIN没什么差别,两者的结果差异取决于左右表的放置顺序,以下内容摘自mysql官方文档:

RIGHT JOIN works analogously to LEFT JOIN. To keep code portable across databases, it is recommended that you use LEFT JOIN instead of RIGHT JOIN.

所以当你纠结使用LEFT JOIN还是RIGHT JOIN时,尽可能只使用LEFT JOIN吧。

5 ON和WHERE的区别

上文把JOIN的执行顺序了解清楚之后,ON和WHERE的区别也就很好理解了。

举例说明:

  1. SELECT *

  2.  FROM user_info as i

  3.    LEFT JOIN user_account as a

  4.      ON i.userid = a.userid and i.userid = 1003;

复制代码
  1. SELECT *

  2.  FROM user_info as i

  3.    LEFT JOIN user_account as a

  4.      ON i.userid = a.userid where i.userid = 1003;

复制代码

第一种情况LEFT JOIN在执行完第二步ON子句后,筛选出满足i.userid = a.userid and i.userid = 1003的行,生成表vt2,然后执行第三步JOIN子句,将外部行添加进虚拟表生成vt3即最终结果:

                                
  1. vt2 :

  2. +--------+------+--------+-------+

  3. | userid | name | userid | money |

  4. +--------+------+--------+-------+

  5. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  6. +--------+------+--------+-------+

  7. vt3 :

  8. +--------+------+--------+-------+

  9. | userid | name | userid | money |

  10. +--------+------+--------+-------+

  11. |   1001 | x    |   NULL |  NULL |

  12. |   1002 | y    |   NULL |  NULL |

  13. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  14. |   1004 | a    |   NULL |  NULL |

  15. |   1005 | b    |   NULL |  NULL |

  16. |   1006 | c    |   NULL |  NULL |

  17. |   1007 | d    |   NULL |  NULL |

  18. |   1008 | e    |   NULL |  NULL |

  19. +--------+------+--------+-------+

复制代码

而第二种情况LEFT JOIN在执行完第二步ON子句后,筛选出满足i.userid = a.userid的行,生成表vt2;再执行第三步JOIN子句添加外部行生成表vt3;然后执行第四步WHERE子句,再对vt3表进行过滤生成vt4,得的最终结果:

                                    
  1. vt2 :

  2. +--------+------+--------+-------+

  3. | userid | name | userid | money |

  4. +--------+------+--------+-------+

  5. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  6. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  7. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  8. +--------+------+--------+-------+

  9. vt3 :

  10. +--------+------+--------+-------+

  11. | userid | name | userid | money |

  12. +--------+------+--------+-------+

  13. |   1001 | x    |   1001 |    22 |

  14. |   1002 | y    |   1002 |    30 |

  15. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  16. |   1004 | a    |   NULL |  NULL |

  17. |   1005 | b    |   NULL |  NULL |

  18. |   1006 | c    |   NULL |  NULL |

  19. |   1007 | d    |   NULL |  NULL |

  20. |   1008 | e    |   NULL |  NULL |

  21. +--------+------+--------+-------+

  22. vt4 :

  23. +--------+------+--------+-------+

  24. | userid | name | userid | money |

  25. +--------+------+--------+-------+

  26. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  27. +--------+------+--------+-------+

复制代码

如果将上例的LEFT JOIN替换成INNER JOIN,不论将条件过滤放到ON还是 WHERE里,结果都是一样的,因为INNER JOIN不会执行第三步添加外部行

  1. SELECT *

  2.  FROM user_info as i

  3.    INNER JOIN user_account as a

  4.      ON i.userid = a.userid and i.userid = 1003;

复制代码
  1. SELECT *

  2.  FROM user_info as i

  3.    INNER JOIN user_account as a

  4.      ON i.userid = a.userid where i.userid = 1003;

复制代码

返回结果都是:

  1. +--------+------+--------+-------+

  2. | userid | name | userid | money |

  3. +--------+------+--------+-------+

  4. |   1003 | z    |   1003 |     8 |

  5. +--------+------+--------+-------+

复制代码

参考资料

  • 《MySQL技术内幕:SQL编程》

  • SQL Joins - W3Schools

  • sql - What is the difference between “INNER JOIN” and “OUTER JOIN”?

  • MySQL :: MySQL 8.0 Reference Manual :: 13.2.10.2 JOIN Syntax

  • Visual Representation of SQL Joins

  • Join (SQL) - Wikipedia


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