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MySQL接続クエリ超詳しく解説

coldplay.xixi
coldplay.xixi転載
2020-07-08 17:05:155085ブラウズ

MySQL接続クエリ超詳しく解説

1 関数

データベースでは、join 操作は接続と呼ばれ、その関数は各テーブルのデータを複数接続することです (接続条件により)。複数のテーブルから取得したデータはマージされ、結果セットとしてクライアントに返されます。例:

#テーブル A:


##idname年齢##1#A18BC表 B:
## 2
19 3
20


##id

uid性別1FMMマージされた 2 つのテーブルのデータは、接続を通じて取得できます:
##1
2 2
select A.*,B.gender from  A left join B on A.id=B.uid

id

名前年齢A18##2B19 M3C20null

2 连接关键字

连接两个表我们可以用两个关键字:onusingon可以指定具体条件,using则指定相同名字数据类型的列作为等值判断的条件,多个则通过逗号隔开。
如下:

on: select * from A join B on A.id=B.id and B.name=''
using: select * from A join B using(id,name) = select * from A join B on 
A.id=B.id and A.name=B.name

3 连接类型

3.1 内连接

内连接和交叉连接

  • 语法:A  join | inner join |  cross join B
  • 表现:A和B满足连接条件记录的交集,如果没有连接条件,则是A和B的笛卡尔积
  • 特点:在MySQL中,cross joininner joinjoin所实现的功能是一样的。因此在MySQL的官方文档中,指明了三者是等价的关系。

隐式连接

  • 语法:from A,B,C
  • 表现:相当于无法使用onusingjoin
  • 特点:逗号是隐式连接运算符。 隐式连接是SQL92中的标准内容,而在SQL99中显式连接才是标准,虽然很多人还在用隐私连接,但是它已经从标准中被移除。从使用的角度来说,还是推荐使用显示连接,这样可以更清楚的显示出多个表之间的连接关系和连接依赖的属性。

3.2 外连接

左外连接

  • 语法:A left join B
  • 表现:左表的数据全部保留,右表满足连接条件的记录展示,不满足的条件的记录则全是null

右外连接

  • 语法:A right join B
  • 表现:右表的数据全部保留,左表满足连接条件的记录展示,不满足的条件的记录则全是null

全外连接

MySQL不支持全外连接,只支持左外连接和右外连接。如果要获取全连接的数据,要可以通过合并左右外连接的数据获取到,如 select * from A left join B on A.name = B.name  union  select * from A right join B on B.name = B.name;

这里union会自动去重,这样取到的就是全外连接的数据了。

3.3 自然连接

  • 语法:A natural join B ==== A natural left join B ==== A natural right join B
  • 表现:相当于不能指定连接条件的连接,MySQL会使用左右表内相同名字和类型的字段作为连接条件。
  • 特点:自然连接也分自然内连接,左外连接,右外连接,其表现和上面提到的一致,只是连接条件由MySQL自动判定。

4 执行顺序

在连接过程中,MySQL各关键字执行的顺序如下:

from -> on|using -> where -> group by -> having -> select -> order by -> 
limit

可以看到,连接的条件是先于where的,也就是先连接获得结果集后,才对结果集进行where筛选,所以在使用join的时候,我们要尽可能提供连接的条件,而少用where的条件,这样才能提高查询性能。

5 连接算法

join有三种算法,分别是Nested Loop JoinHash joinSort Merge Join。MySQL官方文档中提到,MySQL只支持Nested Loop Join这一种算法。

具体来说Nested Loop Join又分三种细分的算法:

  • SNLJ
  • BNLJ
  • INLJ

我们来看下对于连接语句select * from A left join B on A.id=B.tid,这三种算法是怎么连接的。

5.1 Simple Nested Loop Join(SNLJ)

SNLJ是在没有使用到索引的情况下,通过两层循环全量扫描连接的两张表,得到符合条件的两条记录则输出。也就是让两张表做笛卡尔积进行扫描,是比较暴力的算法,会比较耗时。其过程如下:

for (a in A) {
     for (b in B) {
         if (a.id == b.tid) {
             output <a, b>;
         }
     }
 }

当然,MySQL即使在无索引可用,或者判断全表扫描可能比使用索引更快的情况下,还是不会选择使用过于粗暴的SNLJ算法,而是采用下面的算法。

5.2 Block Nested Loop Join(BNLJ)

INLJ是MySQL无法使用索引的时候采用的join算法。会将外层循环的行分片存入join buffer, 内层循环的每一行与整个buffer中的记录做比较,从而减少内层循环的次数,具体逻辑如下:

for (blockA in A.blocks) {
     for (b in B) {
         if (b.tid in blockA.id) {
             output <a, b>;
         }
     }
 }

相比于SNLJ算法,BNLJ算法通过外层循环的结果集的分块,可以有效的减少内层循环的次数。

原理

举例来说,外层循环的结果集是100行,使用SNLJ算法需要扫描内部表100次,如果使用BNLJ算法,假设每次分片的数量是10,则会先把对Outer Loop表(外部表)每次读取的10行记录放到join buffer,然后在InnerLoop表(内部表)中每次循环都直接匹配这10行数据,这样内层循环只需要10次,对内部表的扫描减少了9/10,所以BNLJ算法就能够显著减少内层循环表扫描的次数。

当然这里,不管SNLJ还是BNLJ算法,他们总的比较次数都是一样的,都是要拿外层循环的每一行与内层循环的每一行进行比较。

BNLJ算法减少的是总的扫描行数,SNLJ算法是外层循环要一行行扫描A表的数据,然后取A.id去表B一行行扫描看是否匹配。而BNLJ算法则是外层循环要一行行扫描A表的数据,然后放到内存分块里,然后去表B一行行扫描,扫描出来的B的一行数据与内存分块里的A的数据块进行比较。这里可以一次就是很多行A的数据与B的数据进行比较,而且是在内存中进行比较,速度更加快了。

影响因素

这里BNLJ算法总的扫描行数是由外层循环的数据量N,和分块数量K还有内层循环的数据量M决定的。其中分块数量K与外层循环的数据量N又是息息相关的,我们可以表示为λN,其中λ取值为(0~1)。则总扫描次数C=N+λNM

可以看出,在这个式子里,Nλ的大小都会影响扫描行数,但是λ才是影响扫描行数的关键因素,这个值越小越好(除非NM的差值非常大,这时候N才会成为关键影响因素)。

那什么会影响 λ 的大小呢?那就是 MySQL的join_buffer_size设置项的大小了。λjoin_buffer_size成倒数关系,join_buffer_size越大,分块越大,λ越小,分块数量也就越少,也就是外层循环的次数也越少。所以在使用不上索引的时候,我们要优先考虑扩大join_buffer_size的大小,这样优化效果会更明显。而在能使用上索引的时候,MySQL会使用以下算法来进行join

5.3 Index Nested Loop Join(INLJ)

INLJ是MySQL判断能使用到被驱动表的索引的情况下采用的算法。假设A表的数据行为10,B表的数据行为100,且B.tid建立了索引,则对于select * from A left join B on A.id=B.tid,MySQL会采用Index Nested Loop Join。其过程如下:

for (a in A) {
     if (a.id in B.tid.Index) {
        output <a, tid.Index所在行>;
     }
 }

总共需要循环10次A,每次循环的时候通过索引查询一次B的数据。而如果我们反过来是B left join A的话,总共要循环100次B,由此可见如果使用join的话,需要让小表做驱动表,这样才能有效减少循环次数。但是需要注意的是,这个结论的前提是可以使用被驱动表的索引。

INLJ内层循环读取的是索引,可以减少内存循环的次数,提高join效率,但是也有缺点的,就是如果扫描的索引是非聚簇索引,并且需要访问非索引的数据,会产生一个回表读取数据的操作,这就多了一次随机的I/O操作。例如上面在索引里匹配到了tid,还要去找tid所在的行在磁盘所在的位置,具体可以见我以前的文章:MySQL索引详解之索引的存储方式。

6 注意事項

  • 接続条件を増やし、join
  • 使用後のデータセットのサイズを小さくしてみてください。結果セット ドライバー 大きな結果セットの場合は、最初に小さなフィルター結果を持つテーブルを接続し、次に大きな結果セットを持つテーブルを接続します。
  • join である駆動テーブルのフィールドは、次のとおりである必要があります。インデックスが付けられている場合は、上位のインデックスを使用します。上位インデックスの使用には、このフィールドの使用も含まれており、インデックスの失敗は発生しません。
  • 十分な大きさの値を設定してくださいjoin_buffer_size

7 頻繁に外部結合に関するよくある質問

Q: ドライバー テーブル内のデータをフィルター処理する場合、たとえば、左結合により左側のテーブルのデータがフィルター処理される場合、結合条件または でフィルター処理する必要があります。どこ###? A:
where でフィルターするには、接続条件は接続プロセスにのみ影響し、接続によって返される結果の数には影響しません (場合によっては、接続条件が結果の数に影響します)左側の接続など、接続によって返される、右側の一致するデータが一意でない場合)

Q: 駆動テーブルによって一致するデータ行が一意でなく、最終的なデータ行が一致しない場合はどうすればよいですか接続データが駆動テーブルのデータ量を超えていませんか?たとえば、左結合の場合、右テーブル内の一致するデータ行は一意ではありません。

A:
join 最初に駆動テーブルの重複を排除します。たとえば、group by を使用して重複を排除します。 A lef join (select * from B group by name)# # #。

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性別 1
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