【重学 MySQL】四十、SQL 语句执行过程
- select 语句的完整结构
- select 语句执行顺序
- SQL 语句执行原理
select 语句的完整结构
SELECT
语句是 SQL(Structured Query Language)中用于从数据库表中检索数据的核心语句。一个完整的 SELECT
语句结构可以包括多个部分,但并非所有部分都是必须的,具体取决于你想从数据库中检索什么信息。以下是一个相对完整的 SELECT
语句结构示例:
SELECT
[DISTINCT] column1, column2, ...
FROM
table_name
[WHERE condition]
[GROUP BY column1, column2, ...]
[HAVING condition]
[ORDER BY column1 [ASC|DESC], column2 [ASC|DESC], ...]
[LIMIT number [OFFSET offset]];
这里是每个部分的简要说明:
-
SELECT:指定要从表中检索的列。可以使用
*
来检索所有列。DISTINCT
关键字用于返回唯一不同的值。 -
FROM:指定要从中检索数据的表名。
-
WHERE(可选):指定过滤条件,用于限制哪些行应被包含在结果集中。
-
GROUP BY(可选):将结果集中的行分组为一个或多个汇总行,每个分组包含列中值的集合。通常与聚合函数(如 COUNT, MAX, MIN, SUM, AVG)一起使用。
-
HAVING(可选):类似于 WHERE,但用于过滤分组后的结果。它通常与 GROUP BY 一起使用,对聚合后的结果进行过滤。
-
ORDER BY(可选):指定结果集的排序方式。可以指定一个或多个列进行排序,以及排序的方向(升序 ASC 或降序 DESC)。
-
LIMIT(可选):限制返回的记录数。
OFFSET
子句(如果与 LIMIT 一起使用)指定在开始返回记录之前要跳过的记录数。
请注意,并非每个 SELECT
语句都需要包含所有这些部分。实际上,大多数简单的查询只需要 SELECT
和 FROM
部分。其他部分根据具体需求添加。
例如,一个简单的查询可能看起来像这样:
SELECT name, age
FROM users;
这个查询从 users
表中检索 name
和 age
列的所有数据。
select 语句执行顺序
SELECT
语句的执行顺序在SQL中是一个重要的概念,它决定了数据库如何处理和返回查询结果。尽管在编写SQL语句时,我们可能按照SELECT ... FROM ... WHERE ... GROUP BY ... HAVING ... ORDER BY ...
这样的顺序来书写,但实际上,数据库在执行这些语句时遵循的是不同的内部逻辑顺序。以下是SELECT
语句的完整执行顺序:
-
FROM/JOIN:
- 这是SQL语句执行的第一步。数据库首先根据
FROM
子句确定要从哪个表(或哪些表通过JOIN
操作)中检索数据。如果使用了JOIN
,则还会根据ON
子句指定的条件来合并表。
- 这是SQL语句执行的第一步。数据库首先根据
-
WHERE:
- 在确定了数据源之后,数据库会根据
WHERE
子句中的条件对记录行进行筛选,排除不满足条件的行。
- 在确定了数据源之后,数据库会根据
-
GROUP BY:
- 如果查询中包含了
GROUP BY
子句,则数据库会将筛选后的结果集按照指定的列进行分组。分组操作通常与聚合函数(如COUNT、SUM、AVG等)一起使用,以便对每个分组进行统计计算。
- 如果查询中包含了
-
使用聚集函数进行计算:
- 在分组之后,数据库会对每个分组应用聚合函数进行计算,得到每个分组的统计信息。
-
HAVING:
HAVING
子句用于对分组后的结果进行过滤。与WHERE
子句不同,HAVING
可以在过滤条件中使用聚合函数。
-
计算所有的表达式:
- 在此阶段,数据库会计算SELECT列表中指定的所有表达式,包括算术表达式、字符串函数等。
-
SELECT的字段:
- 根据SELECT子句指定的列或表达式,从前面的结果集中选择最终的输出列。
-
DISTINCT(如果指定了):
- 如果在SELECT语句中使用了
DISTINCT
关键字,则数据库会对结果集进行去重操作,确保每个输出行都是唯一的。
- 如果在SELECT语句中使用了
-
ORDER BY:
- 最后,如果查询中包含了
ORDER BY
子句,则数据库会根据指定的列对结果集进行排序。排序可以是升序(ASC)或降序(DESC)。
- 最后,如果查询中包含了
-
LIMIT/OFFSET(如果指定了):
- 如果查询中包含了
LIMIT
子句(可能还伴随着OFFSET
子句),则数据库会限制返回的记录数,并可能跳过一定数量的记录。
- 如果查询中包含了
需要注意的是,虽然这个顺序描述了数据库内部处理SQL语句的方式,但在编写SQL语句时,我们仍然应该按照逻辑顺序来书写,即先指定数据源(FROM/JOIN),然后设置筛选条件(WHERE),接着进行分组和聚合(GROUP BY、聚合函数),最后选择输出列(SELECT)和排序(ORDER BY)。这样做有助于保持SQL语句的清晰和可读性。
SQL 语句执行原理
SELECT 是先执行 FROM 这一步的。在这个阶段,如果是多张表联查,还会经历下面的几个步骤:
- 首先先通过 CROSS JOIN 求笛卡尔积,相当于得到虚拟表 vt(virtual table)1-1;
- 通过 ON 进行筛选,在虚拟表 vt1-1 的基础上进行筛选,得到虚拟表 vt1-2;
- 添加外部行。如果我们使用的是左连接、右链接或者全连接,就会涉及到外部行,也就是在虚拟表 vt1-2 的基础上增加外部行,得到虚拟表 vt1-3。
当然如果我们操作的是两张以上的表,还会重复上面的步骤,直到所有表都被处理完为止。这个过程得到是我们的原始数据。
当我们拿到了查询数据表的原始数据,也就是最终的虚拟表 vt1
,就可以在此基础上再进行 WHERE 阶段
。在这个阶段中,会根据 vt1 表的结果进行筛选过滤,得到虚拟表 vt2
。
然后进入第三步和第四步,也就是 GROUP 和 HAVING 阶段
。在这个阶段中,实际上是在虚拟表 vt2 的基础上进行分组和分组过滤,得到中间的虚拟表 vt3
和 vt4
。
当我们完成了条件筛选部分之后,就可以筛选表中提取的字段,也就是进入到 SELECT 和 DISTINCT 阶段
。
首先在 SELECT 阶段会提取想要的字段,然后在 DISTINCT 阶段过滤掉重复的行,分别得到中间的虚拟表 vt5-1
和 vt5-2
。
当我们提取了想要的字段数据之后,就可以按照指定的字段进行排序,也就是 ORDER BY 阶段
,得到虚拟表 vt6
。
最后在 vt6 的基础上,取出指定行的记录,也就是 LIMIT 阶段
,得到最终的结果,对应的是虚拟表 vt7
。
当然我们在写 SELECT 语句的时候,不一定存在所有的关键字,相应的阶段就会省略。
同时因为 SQL 是一门类似英语的结构化查询语言,所以我们在写 SELECT 语句的时候,还要注意相应的关键字顺序,所谓底层运行的原理,就是我们刚才讲到的执行顺序。