如何寫優雅的SQL原生語句

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如何寫優雅的SQL原生語句

前言：

上一篇講Mysql基本架構時，以”sql查詢語句在MySql架構中具體是怎么執行的” 進行了全面的講解。知道了sql查詢語句在MySql架構中的具體執行流程，但是為了能夠更好更快的寫出sql語句，我覺得非常有必要知道sql語句中各子句的執行順序。看過上一篇文章的小伙伴應該都知道，sql語句最后各子句的執行應該是在執行器中完成的，存儲引擎對執行器提供的數據讀寫接口。現在開始我們的學習

語句中各子句完整執行順序概括（按照順序號執行）

  1. from (注:這里也包括from中的子語句)

  2. join

  3. on

  4. where

  5. group by(開始使用select中的別名，后面的語句中都可以使用)

  6. avg,sum…. 等聚合函數

  7. having

  8. select

  9. distinct

  10. order by

  11. limit

每個子句執行順序分析

所有的 查詢語句都是從from開始執行的，在執行過程中，每個步驟都會為下一個步驟生成一個虛擬表，這個虛擬表將作為下一個執行步驟的輸入。

1. from

form是一次查詢語句的開端。

  • 如果是一張表，會直接操作這張表；

  • 如果這個from后面是一個子查詢，會先執行子查詢中的內容，子查詢的結果也就是第一個虛擬表T1。（注意：子查詢中的執行流程也是按照本篇文章講的順序哦）。

  • 如果需要關聯表，使用join，請看2，3

2. join

如果from后面是多張表，join關聯，會首先對前兩個表執行一個笛卡爾乘積，這時候就會生成第一個虛擬表T1（注意：這里會選擇相對小的表作為基礎表）；

3. ?on

對虛表T1進行ON篩選，只有那些符合的行才會被記錄在虛表T2中。（注意，這里的這里如果還有第三個表與之關聯，會用T2與第三個表進行笛卡爾乘積生產T3表，繼續重復3. on步驟生成T4表，不過下面的順序講解暫時不針對這里的T3和T4，只是從一個表關聯查詢T2繼續說）

4. where

對虛擬表T2進行WHERE條件過濾。只有符合的記錄才會被插入到虛擬表T3中。

5.group by

group by 子句將中的唯一的值組合成為一組，得到虛擬表T4。如果應用了group by，那么后面的所有步驟都只能操作T4的列或者是執行6.聚合函數（count、sum、avg等）。（注意：原因在于分組后最終的結果集中只包含每個組中的一行。謹記，不然這里會出現很多問題，下面的代碼誤區會特別說。）

6. avg,sum…. 等聚合函數

聚合函數只是對分組的結果進行一些處理，拿到某些想要的聚合值，例如求和，統計數量等，并不生成虛擬表。

7. ?having

應用having篩選器，生成T5。HAVING子句主要和GROUP BY子句配合使用，having篩選器是第一個也是為唯一一個應用到已分組數據的篩選器。

8. ?select

執行select操作，選擇指定的列，插入到虛擬表T6中。

9. ?distinct

對T6中的記錄進行去重。移除相同的行，產生虛擬表T7.（注意：事實上如果應用了group by子句那么distinct是多余的，原因同樣在于，分組的時候是將列中唯一的值分成一組，同時只為每一組返回一行記錄，那么所以的記錄都將是不相同的。 ）

10. order by

應用order by子句。按照order_by_condition排序T7，此時返回的一個游標，而不是虛擬表。sql是基于集合的理論的，集合不會預先對他的行排序，它只是成員的邏輯集合，成員的順序是無關緊要的。對表進行排序的查詢可以返回一個對象，這個對象包含特定的物理順序的邏輯組織。這個對象就叫游標。
oder by的幾點說明

  • 因為order by返回值是游標，那么使用order by 子句查詢不能應用于表表達式。

  • order by排序是很需要成本的，除非你必須要排序，否則最好不要指定order by，

  • order by的兩個參數 ?asc（升序排列） ?desc（降序排列）

11. limit

取出指定行的記錄，產生虛擬表T9, 并將結果返回。

limit后面的參數可以是 一個limit m ，也可以是limit m n，表示從第m條到第n條數據。

（注意：很多開發人員喜歡使用該語句來解決分頁問題。對于小數據，使用LIMIT子句沒有任何問題，當數據量非常大的時候，使用LIMIT n, m是非常低效的。因為LIMIT的機制是每次都是從頭開始掃描，如果需要從第60萬行開始，讀取3條數據，就需要先掃描定位到60萬行，然后再進行讀取，而掃描的過程是一個非常低效的過程。所以，對于大數據處理時，是非常有必要在應用層建立一定的緩存機制）

開發某需求寫的一段sql

SELECT?`userspk`.`avatar`?AS?`user_avatar`,? `a`.`user_id`,? `a`.`answer_record`,? ?MAX(`score`)?AS?`score`FROM?(select?*?from?pkrecord??order?by?score?desc)?as?a? INNER?JOIN?`userspk`?AS?`userspk`?ON?`a`.`user_id`?=?`userspk`.`user_id`WHERE?`a`.`status`?=?1?AND?`a`.`user_id`?!=?'m_6da5d9e0-4629-11e9-b5f7-694ced396953'?GROUP?BY?`user_id`ORDER?BY?`a`.`score`?DESC?LIMIT?9;

查詢結果：

如何寫優雅的SQL原生語句

  • 先簡要說一下我要查詢的內容：

想要查詢pk記錄表中分數最高的9個用戶記錄和他們的頭像。

  • 通過這段sql實際想一遍sql各字句的執行順序

pk記錄表的數據結構設計，每個用戶每天每個館下可能會有多條記錄，所以需要進行分組，并且查詢結果只想拿到每個分組內最高的那條記錄。

這段sql的一些說明：

  1. 可能有些同學會認為子查詢沒有必要 直接查詢pk記錄表就可以，但是并不能拿到預期的結果，因為分組后的每個組結果是不進行排序的，而且max拿到的最高分數肯定是對應的該分組下最高分數，但是其它記錄可能就不是最高分數對應的那條記錄。所以子查詢非常有必要，它能夠對原始的數據首先進行排序，分數最高的那條就是第一條對應的第一條記錄。

看一下代碼和執行結果與帶有子查詢的進行比較，就能理解我上面說的一段話：

//不使用子查詢SELECT?`userspk`.`avatar`?AS?`user_avatar`,? `pkrecord`.`user_id`,? `pkrecord`.`answer_record`,? `pkrecord`.`id`,? ?MAX(`score`)?AS?`score`FROM?pkrecordINNER?JOIN?`userspk`?AS?`userspk`?ON?`pkrecord`.`user_id`?=?`userspk`.`user_id`WHERE?`pkrecord`.`status`?=?1?AND?`pkrecord`.`user_id`?!=?'m_6da5d9e0-4629-11e9-b5f7-694ced396953'?GROUP?BY?`user_id`ORDER?BY?`pkrecord`.`score`?DESC?LIMIT?9;

查詢結果

如何寫優雅的SQL原生語句2. 在子查詢中對數據已經進行排序后，外層排序方式如果和子查詢排序分數相同，都是分數倒序，外層的排序可以去掉，沒有必要寫兩遍。

sql語句中的別名

別名在哪些情況使用

在 SQL 語句中，可以為表名稱及字段（列）名稱指定別名

  • 表名稱指定別名

同時查詢兩張表的數據的時候： 未設置別名前：

SELECT?article.title,article.content,user.username?FROM?article,?userWHERE?article.aid=1?AND?article.uid=user.uid

設置別名后：

SELECT?a.title,a.content,u.username?FROM?article?AS?a,?user?AS?u?where?a.aid=1?and?a.uid=u.uid

好處：使用表別名查詢，可以使 SQL 變得簡潔而更易書寫和閱讀，尤其在 SQL 比較復雜的情況下

  • 查詢字段指定別名

查詢一張表，直接對查詢字段設置別名

SELECT?username?AS?name,email?FROM?user

查詢兩張表

好處：字段別名一個明顯的效果是可以自定義查詢數據返回的字段名；當兩張表有相同的字段需要都被查詢出，使用別名可以完美的進行區分，避免沖突

SELECT?a.title?AS?atitle,u.username,u.title?AS?utitle?FROM?article?AS?a,?user?AS?u?where?a.uid=u.uid

  • 關聯查詢時候，關聯表自身的時候，一些分類表，必須使用別名。

  • 別名也可以在group ? ? ? ? by與having的時候都可使用

  • 別名可以在order by排序的時候被使用

    查看上面一段sql

  • delete ， update MySQL都可以使用別名，別名在多表（級聯）刪除尤為有用

delete?t1,t2?from?t_a?t1?,?t_b?t2?where?t1.id?=?t2.id

  • 子查詢結果需要使用別名

    查看上面一段sql

別名使用注意事項

  • 雖然定義字段別名的 AS 關鍵字可以省略，但是在使用別名時候，建議不要省略 AS 關鍵字

書寫sql語句的注意事項

書寫規范上的注意

  • 字符串類型的要加單引號

  • select后面的每個字段要用逗號分隔，但是最后連著from的字段不要加逗號

  • 使用子查詢創建臨時表的時候要使用別名，否則會報錯。

為了增強性能的注意

  • 不要使用“select * from ……”返回所有列，只檢索需要的列，可避免后續因表結構變化導致的不必要的程序修改，還可降低額外消耗的資源

  • 不要檢索已知的列

select??user_id,name?from?User?where?user_id?=?‘10000050’

  • 使用可參數化的搜索條件，如=, >, >=, , !=, !>, !

  • 當需要驗證是否有符合條件的記錄時，使用exists，不要使用count(*)，前者在第一個匹配記錄處返回，后者需要遍歷所有匹配記錄

  • Where子句中列的順序與需使用的索引順序保持一致，不是所有數據庫的優化器都能對此順序進行優化，保持良好編程習慣（索引相關）

  • 不要在where子句中對字段進行運算或函數（索引相關）

  1. 如where ?amount / 2 > 100，即使amount字段有索引，也無法使用，改成where amount > 100 * 2就可使用amount列上的索引

  2. 如where substring( Lastname, 1, 1) = ‘F’就無法使用Lastname列上的索引，而where Lastname like ‘F%’或者where Lastname >= ‘F’ and Lastname

  • 在有min、max、distinct、order by、group by操作的列上建索引，避免額外的排序開銷（索引相關）

  • 小心使用or操作，and操作中任何一個子句可使用索引都會提高查詢性能，但是or條件中任何一個不能使用索引，都將導致查詢性能下降，如where member_no = 1 or provider_no = 1，在member_no或provider_no任何一個字段上沒有索引，都將導致表掃描或聚簇索引掃描（索引相關）

  • Between一般比in/or高效得多，如果能在between和in/or條件中選擇，那么始終選擇between條件，并用>=和=和

  • 調整join操作順序以使性能最優，join操作是自頂向下的，盡量把結果集小的兩個表關聯放在前面，可提高性能。（join相關） 注意：索引和關聯我會單獨拿出來兩篇文章進行詳細講解，在這個注意事項中只是簡單提一下。

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