From:http://www.jellythink.com/archives/924
Oracle-SQL语句执行原理和完整过程详解:https://wenku.baidu.com/view/398bc427964bcf84b8d57b00.html
详解一条 SQL 语句的执行过程:http://www.cnblogs.com/cdf-opensource-007/p/6502556.html
步步深入:MySQL架构总览->查询执行流程->SQL解析顺序:http://www.cnblogs.com/annsshadow/p/5037667.html
sql语句查询执行顺序:http://blog.csdn.net/bitcarmanlee/article/details/51004767
准备工作
先来一段伪代码,首先你能看懂么?
如果你知道每个关键字的意思和作用,并且你还用过的话,那再好不过了。但是,你知道这些语句,它们的执行顺序你清楚么?
下面一切测试操作都是在MySQL数据库上完成,关于MySQL数据库的一些简单操作,请阅读一下文章:
- 《MySQL扫盲篇》
- 《MySQL存储引擎介绍》
- 《MySQL数据类型和属性》
- 《MySQL处理数据库和表的常用命令》
继续做以下的前期准备工作:
- 新建一个测试数据库TestDB;
- 创建测试表table1和table2;
CREATE TABLE table1(customer_id VARCHAR(10) NOT NULL,city VARCHAR(10) NOT NULL,PRIMARY KEY(customer_id))ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;CREATE TABLE table2(order_id INT NOT NULL auto_increment,customer_id VARCHAR(10),PRIMARY KEY(order_id))ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;
- 插入测试数据;
准备工作做完以后,table1和table2看起来应该像下面这样:
- 准备SQL逻辑查询测试语句
使用上述SQL查询语句来获得来自杭州,并且订单数少于2的客户。
好吧,这些测试表和测试数据均来自《MySQL技术内幕:SQL编程》,这应该不算抄袭吧,借鉴借鉴啊。
万事俱备,只欠东风。接下来开始这篇文章最正式的部分吧。
SQL逻辑查询语句执行顺序
还记得上面给出的那一长串的SQL逻辑查询规则么?那么,到底哪个先执行,哪个后执行呢?现在,我先给出一个查询语句的执行顺序:
上面在每条语句的前面都标明了执行顺序号,不要问我怎么知道这个顺序的。我也是读各种“武林秘籍”才得知的,如果你有功夫,去阅读一下MySQL的源码,也会得出这个结果的。
Oracle SQL语句执行顺序
(8)SELECT (9)DISTINCT (11)<Top Num> <select list>
(1)FROM [left_table]
(3)<join_type> JOIN <right_table>
(2)ON <join_condition>
(4)WHERE <where_condition>
(5)GROUP BY <group_by_list>
(6)WITH <CUBE | RollUP>
(7)HAVING <having_condition>
(10)ORDER BY <order_by_list>
以上每个步骤都会产生一个虚拟表,该虚拟表被用作下一个步骤的输入。这些虚拟表对调用者(客户端应用程序或者外部查询)不可用。只有最后一步生成的表才会会给调用者。如果没有在查询中指定某一个子句,将跳过相应的步骤。
逻辑查询处理阶段简介
- FROM:对FROM子句中的前两个表执行笛卡尔积(Cartesian product)(交叉联接),生成虚拟表VT1
- ON:对VT1应用ON筛选器。只有那些使<join_condition>为真的行才被插入VT2。
- OUTER(JOIN):如 果指定了OUTER JOIN(相对于CROSS JOIN 或(INNER JOIN),保留表(preserved table:左外部联接把左表标记为保留表,右外部联接把右表标记为保留表,完全外部联接把两个表都标记为保留表)中未找到匹配的行将作为外部行添加到 VT2,生成VT3.如果FROM子句包含两个以上的表,则对上一个联接生成的结果表和下一个表重复执行步骤1到步骤3,直到处理完所有的表为止。
- WHERE:对VT3应用WHERE筛选器。只有使<where_condition>为true的行才被插入VT4.
- GROUP BY:按GROUP BY子句中的列列表对VT4中的行分组,生成VT5.
- CUBE|ROLLUP:把超组(Suppergroups)插入VT5,生成VT6.
- HAVING:对VT6应用HAVING筛选器。只有使<having_condition>为true的组才会被插入VT7.
- SELECT:处理SELECT列表,产生VT8.
- DISTINCT:将重复的行从VT8中移除,产生VT9.
- ORDER BY:将VT9中的行按ORDER BY 子句中的列列表排序,生成游标(VC10).
- TOP:从VC10的开始处选择指定数量或比例的行,生成表VT11,并返回调用者。
注:步骤10,按ORDER BY子句中的列列表排序上步返回的行,返回游标VC10.这一步是第一步也是唯一 一步可以使用SELECT列表中的列别名的步骤。这一步不同于其它步骤的 是,它不返回有效的表,而是返回一个游标。SQL是基于集合理论的。集合不会预先对它的行排序,它只是成员的逻辑集合,成员的顺序无关紧要。对表进行排序 的查询可以返回一个对象,包含按特定物理顺序组织的行。ANSI把这种对象称为游标。理解这一步是正确理解SQL的基础。
因为这一步不返回表(而是返回游标),使用了ORDER BY子句的查询不能用作表表达式。表表达式包括:视图、内联表值函数、子查询、派生表和共用表达式。它的结果必须返回给期望得到物理记录的客户端应用程序。例如,下面的派生表查询无效,并产生一个错误:
select *
from(select orderid,customerid from orders order by orderid)
as d
下面的视图也会产生错误
create view my_view
as
select *
from orders
order by orderid
在SQL中,表表达式中不允许使用带有ORDER BY子句的查询,而在T—SQL中却有一个例外(应用TOP选项)。
所以要记住,不要为表中的行假设任何特定的顺序。换句话说,除非你确定要有序行,否则不要指定ORDER BY 子句。排序是需要成本的,SQL Server需要执行有序索引扫描或使用排序运行符。
以上就是一条sql的执行过程,同时我们在书写查询sql的时候应当遵守以下顺序。
SELECT XXX FROM XXX WHERE XXX GROUP BY XXX HAVING XXX ORDER BY XXX LIMIT XXX;
上面标出了各条查询规则的执行先后顺序,那么各条查询语句是如何执行的呢?
执行FROM语句
在这些SQL语句的执行过程中,都会产生一个虚拟表,用来保存SQL语句的执行结果(这是重点),我现在就来跟踪这个虚拟表的变化,得到最终的查询结果的过程,来分析整个SQL逻辑查询的执行顺序和过程。
第一步,执行FROM
语句。我们首先需要知道最开始从哪个表开始的,这就是FROM
告诉我们的。现在有了<left_table>
和<right_table>
两个表,我们到底从哪个表开始,还是从两个表进行某种联系以后再开始呢?它们之间如何产生联系呢?——笛卡尔积
关于什么是笛卡尔积,请自行Google补脑。经过FROM语句对两个表执行笛卡尔积,会得到一个虚拟表,暂且叫VT1(vitual table 1),内容如下:
总共有28(table1的记录条数 * table2的记录条数)条记录。这就是VT1的结果,接下来的操作就在VT1的基础上进行。
执行ON过滤
执行完笛卡尔积以后,接着就进行ON a.customer_id = b.customer_id
条件过滤,根据ON
中指定的条件,去掉那些不符合条件的数据,得到VT2表,内容如下:
VT2就是经过ON
条件筛选以后得到的有用数据,而接下来的操作将在VT2的基础上继续进行。
添加外部行
这一步只有在连接类型为OUTER JOIN
时才发生,如LEFT OUTER JOIN
、RIGHT OUTER JOIN
和FULL OUTER JOIN
。在大多数的时候,我们都是会省略掉OUTER
关键字的,但OUTER
表示的就是外部行的概念。
下面从网上找到一张很形象的关于‘SQL JOINS'的解释图
LEFT OUTER JOIN
把左表记为保留表,得到的结果为:
RIGHT OUTER JOIN
把右表记为保留表,得到的结果为:
FULL OUTER JOIN
把左右表都作为保留表,得到的结果为:
添加外部行的工作就是在VT2表的基础上添加保留表中被过滤条件过滤掉的数据,非保留表中的数据被赋予NULL值,最后生成虚拟表VT3。
由于我在准备的测试SQL查询逻辑语句中使用的是LEFT JOIN
,过滤掉了以下这条数据:
现在就把这条数据添加到VT2表中,得到的VT3表如下:
接下来的操作都会在该VT3表上进行。
执行WHERE过滤
对添加外部行得到的VT3进行WHERE过滤,只有符合<where_condition>的记录才会输出到虚拟表VT4中。当我们执行WHERE a.city = 'hangzhou'
的时候,就会得到以下内容,并存在虚拟表VT4中:
但是在使用WHERE子句时,需要注意以下两点:
- 由于数据还没有分组,因此现在还不能在WHERE过滤器中使用
where_condition=MIN(col)
这类对分组统计的过滤; - 由于还没有进行列的选取操作,因此在SELECT中使用列的别名也是不被允许的,如:
SELECT city as c FROM t WHERE c='shanghai';
是不允许出现的。
执行GROUP BY分组
GROU BY
子句主要是对使用WHERE
子句得到的虚拟表进行分组操作。我们执行测试语句中的GROUP BY a.customer_id
,就会得到以下内容:
得到的内容会存入虚拟表VT5中,此时,我们就得到了一个VT5虚拟表,接下来的操作都会在该表上完成。
执行HAVING过滤
HAVING
子句主要和GROUP BY
子句配合使用,对分组得到的VT5虚拟表进行条件过滤。当我执行测试语句中的HAVING count(b.order_id) < 2
时,将得到以下内容:
这就是虚拟表VT6。
SELECT列表
现在才会执行到SELECT
子句,不要以为SELECT
子句被写在第一行,就是第一个被执行的。
我们执行测试语句中的SELECT a.customer_id, COUNT(b.order_id) as total_orders
,从虚拟表VT6中选择出我们需要的内容。我们将得到以下内容:
不,还没有完,这只是虚拟表VT7。
执行DISTINCT子句
如果在查询中指定了DISTINCT
子句,则会创建一张内存临时表(如果内存放不下,就需要存放在硬盘了)。这张临时表的表结构和上一步产生的虚拟表VT7是一样的,不同的是对进行DISTINCT操作的列增加了一个唯一索引,以此来除重复数据。
由于我的测试SQL语句中并没有使用DISTINCT,所以,在该查询中,这一步不会生成一个虚拟表。
执行ORDER BY子句
对虚拟表中的内容按照指定的列进行排序,然后返回一个新的虚拟表,我们执行测试SQL语句中的ORDER BY total_orders DESC
,就会得到以下内容:
可以看到这是对total_orders列进行降序排列的。上述结果会存储在VT8中。
执行LIMIT子句
LIMIT
子句从上一步得到的VT8虚拟表中选出从指定位置开始的指定行数据。对于没有应用ORDER BY的LIMIT子句,得到的结果同样是无序的,所以,很多时候,我们都会看到LIMIT子句会和ORDER BY子句一起使用。
MySQL数据库的LIMIT支持如下形式的选择:
表示从第n条记录开始选择m条记录。而很多开发人员喜欢使用该语句来解决分页问题。对于小数据,使用LIMIT子句没有任何问题,当数据量非常大的时候,使用LIMIT n, m
是非常低效的。因为LIMIT的机制是每次都是从头开始扫描,如果需要从第60万行开始,读取3条数据,就需要先扫描定位到60万行,然后再进行读取,而扫描的过程是一个非常低效的过程。所以,对于大数据处理时,是非常有必要在应用层建立一定的缓存机制(貌似现在的大数据处理,都有缓存哦)。各位,请期待我的缓存方面的文章哦。
至此SQL的解析之旅就结束了,上图总结一下:
习惯养成
了解了 SQL 执行顺序,那么我们就接下来进一步养成日常 sql好习惯,也就是在实现功能同时有考虑性能的思想,数据库是能进行集合运算的工具,我们应该尽量的利用这个工具,所谓集合运算实际就是批量运算,就是尽量减少在客户端进行大数据量的循环操作,而用SQL语句或者存储过程代替。
只返回需要的数据
返回数据到客户端至少需要数据库提取数据、网络传输数据、客户端接收数据以及客户端处理数据等环节。
如果返回不需要的数据,就会增加服务器、网络和客户端的无效劳动,其害处是显而易见的,避免这类事件需要注意:
1. 横向来看:
不要写SELECT * 的语句,而是选择你需要的字段。
当在SQL语句中连接多个表时, 请使用表的别名并把别名前缀于每个Column上。这样一来,就可以减少解析的时间并减少那些由Column歧义引起的语法错误。
如有表table1(ID,col1)和table2 (ID,col2)
Select A.ID, A.col1, B.col2
-- Select A.ID, col1, col2 –不要这么写,不利于将来程序扩展
from table1 A inner join table2 B on A.ID=B.ID Where …
2. 纵向来看
合理写WHERE子句,不要写没有WHERE的SQL语句。SELECT TOP N * --没有WHERE条件的用此替代
尽量少做重复的工作。控制同一语句的多次执行,特别是一些基础数据的多次执行是很多程序员很少注意的。
减少多次的数据转换,也许需要数据转换是设计的问题,但是减少次数是程序员可以做到的。
杜绝不必要的子查询和连接表,子查询在执行计划一般解释成外连接,多余的连接表带来额外的开销。
合并对同一表同一条件的多次UPDATE,比如:
UPDATE EMPLOYEE SET FNAME='HAIWER'
WHERE EMP_ID=' VPA30890F' UPDATE EMPLOYEE SET LNAME='YANG'
WHERE EMP_ID=' VPA30890F'
-- 这两个语句应该合并成以下一个语句
UPDATE EMPLOYEE SET FNAME='HAIWER',LNAME='YANG' WHERE EMP_ID=' VPA30890F'
UPDATE操作不要拆成DELETE操作+INSERT操作的形式,虽然功能相同,但是性能差别是很大的。
注意 临时表 和 表变量 的用法
在复杂系统中,临时表和表变量很难避免,关于临时表和表变量的用法,需要注意:
如果语句很复杂,连接太多,可以考虑用临时表和表变量分步完成。
如果需要多次用到一个大表的同一部分数据,考虑用临时表和表变量暂存这部分数据。
如果需要综合多个表的数据,形成一个结果,可以考虑用临时表和表变量分步汇总这多个表的数据。
其他情况下,应该控制临时表和表变量的使用。
关于临时表和表变量的选择,很多说法是表变量在内存,速度快,应该首选表变量,
但是在实际使用中发现,主要考虑需要放在临时表的数据量,在数据量较多的情况下,临时表的速度反而更快。执行时间段与预计执行时间(多长)。
关于临时表产生使用SELECT INTO 和 CREATE TABLE + INSERT INTO 的选择。
一般情况下,SELECT INTO会比CREATE TABLE + INSERT INTO的方法快很多,
但是SELECT INTO会锁定TEMPDB的系统表SYSOBJECTS、SYSINDEXES、SYSCOLUMNS,
在多用户并发环境下,容易阻塞其他进程,
所以我的建议是,在并发系统中,尽量使用CREATE TABLE + INSERT INTO,而大数据量的单个语句使用中,使用SELECT INTO。
子查询的用法
子查询是一个 SELECT 查询,它嵌套在 SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE 语句或其它子查询中。
任何允许使用表达式的地方都可以使用子查询,子查询可以使我们的编程灵活多样,可以用来实现一些特殊的功能。
但是在性能上,往往一个不合适的子查询用法会形成一个性能瓶颈。
如果子查询的条件中使用了其外层的表的字段,这种子查询就叫作相关子查询。
相关子查询可以用IN、NOT IN、EXISTS、NOT EXISTS引入。
关于相关子查询,应该注意:
1. NOT IN、NOT EXISTS的相关子查询可以改用LEFT JOIN代替写法。
比如:SELECT PUB_NAME FROM PUBLISHERS WHERE PUB_ID NOT IN (SELECT PUB_ID FROM TITLES WHERE TYPE = 'BUSINESS')
可以改写成:SELECT A.PUB_NAME FROM PUBLISHERS A LEFT JOIN TITLES B ON B.TYPE = 'BUSINESS' AND A.PUB_ID=B. PUB_ID WHERE B.PUB_ID IS NULL
又比如:SELECT TITLE FROM TITLESWHERE NOT EXISTS(SELECT TITLE_ID FROM SALESWHERE TITLE_ID = TITLES.TITLE_ID)
可以改写成:SELECT TITLEFROM TITLES LEFT JOIN SALESON SALES.TITLE_ID = TITLES.TITLE_IDWHERE SALES.TITLE_ID IS NULL
2. 如果保证子查询没有重复 ,IN、EXISTS的相关子查询可以用INNER JOIN 代替。
比如:
SELECT PUB_NAMEFROM PUBLISHERSWHERE PUB_ID IN(SELECT PUB_IDFROM TITLESWHERE TYPE = 'BUSINESS')
可以改写成:SELECT A.PUB_NAME --SELECT DISTINCT A.PUB_NAMEFROM PUBLISHERS A INNER JOIN TITLES BON B.TYPE = 'BUSINESS' ANDA.PUB_ID=B. PUB_ID
3. IN的相关子查询用EXISTS代替
比如
SELECT PUB_NAME FROM PUBLISHERSWHERE PUB_ID IN(SELECT PUB_ID FROM TITLES WHERE TYPE = 'BUSINESS')
可以用下面语句代替:SELECT PUB_NAME FROM PUBLISHERS WHERE EXISTS(SELECT 1 FROM TITLES WHERE TYPE = 'BUSINESS' ANDPUB_ID= PUBLISHERS.PUB_ID)
4. 不要用COUNT(*)的子查询判断是否存在记录,最好用LEFT JOIN或者EXISTS
比如有人写这样的语句:SELECT JOB_DESC FROM JOBSWHERE (SELECT COUNT(*) FROM EMPLOYEE WHERE JOB_ID=JOBS.JOB_ID)=0
应该写成:SELECT JOBS.JOB_DESC FROM JOBS LEFT JOIN EMPLOYEE ON EMPLOYEE.JOB_ID=JOBS.JOB_IDWHERE EMPLOYEE.EMP_ID IS NULL
还有SELECT JOB_DESC FROM JOBSWHERE (SELECT COUNT(*) FROM EMPLOYEE WHERE JOB_ID=JOBS.JOB_ID)<>0
应该写成:SELECT JOB_DESC FROM JOBSWHERE EXISTS (SELECT 1 FROM EMPLOYEE WHERE JOB_ID=JOBS.JOB_ID)
尽量使用索引
建立索引后,并不是每个查询都会使用索引,在使用索引的情况下,索引的使用效率也会有很大的差别。只要我们在查询语句中没有强制指定索引,索引的选择和使用方法是SQLSERVER的优化器自动作的选择,而它选择的根据是查询语句的条件以及相关表的统计信息,这就要求我们在写SQL语句的时候尽量使得优化器可以使用索引。为了使得优化器能高效使用索引,写语句的时候应该注意:
不要对索引字段进行运算,而要想办法做变换
SELECT ID FROM T WHERE NUM/2=100应改为:SELECT ID FROM T WHERE NUM=100*2SELECT ID FROM T WHERE NUM/2=NUM1如果NUM有索引应改为:SELECT ID FROM T WHERE NUM=NUM1*2如果NUM1有索引则不应该改。发现过这样的语句:SELECT 年,月,金额 FROM 结余表 WHERE 100*年+月=2010*100+10应该改为:SELECT 年,月,金额 FROM 结余表 WHERE 年=2010 AND月=10
不要对索引字段进行格式转换
日期字段的例子:WHERE CONVERT(VARCHAR(10), 日期字段,120)='2010-07-15'应该改为WHERE日期字段〉='2010-07-15' AND 日期字段<'2010-07-16'ISNULL转换的例子:WHERE ISNULL(字段,'')<>''应改为:WHERE字段<>''WHERE ISNULL(字段,'')=''不应修改WHERE ISNULL(字段,'F') ='T'应改为: WHERE字段='T'WHERE ISNULL(字段,'F')<>'T'不应修改
不要对索引字段使用函数
WHERE LEFT(NAME, 3)='ABC' 或者WHERE SUBSTRING(NAME,1, 3)='ABC'应改为: WHERE NAME LIKE 'ABC%'日期查询的例子:WHERE DATEDIFF(DAY, 日期,'2010-06-30')=0应改为:WHERE 日期>='2010-06-30' AND 日期 <'2010-07-01'WHERE DATEDIFF(DAY, 日期,'2010-06-30')>0应改为:WHERE 日期 <'2010-06-30'WHERE DATEDIFF(DAY, 日期,'2010-06-30')>=0应改为:WHERE 日期 <'2010-07-01'WHERE DATEDIFF(DAY, 日期,'2010-06-30')<0应改为:WHERE 日期>='2010-07-01'WHERE DATEDIFF(DAY, 日期,'2010-06-30')<=0应改为:WHERE 日期>='2010-06-30'
不要对索引字段进行多字段连接
比如:WHERE FAME+ '. '+LNAME='HAIWEI.YANG'应改为:WHERE FNAME='HAIWEI' AND LNAME='YANG'
多表连接的连接条件
多表连接的连接条件对索引的选择有着重要的意义,所以我们在写连接条件的时候需要特别注意。
多表连接的时候,连接条件必须写全,宁可重复,不要缺漏。
连接条件尽量使用聚集索引
注意ON、WHERE和HAVING部分条件的区别
ON是最先执行, WHERE次之,HAVING最后。因为ON是先把不符合条件的记录过滤后才进行统计,它就可以减少中间运算要处理的数据,按理说应该速度是最快的,
WHERE也应该比 HAVING快点的,因为它过滤数据后才进行SUM,在两个表联接时才用ON的,所以在一个表的时候,就剩下WHERE跟HAVING比较了
考虑联接优先顺序
INNER JOIN
LEFT JOIN (注:RIGHT JOIN 用 LEFT JOIN 替代)
CROSS JOIN
其它注意和了解的地方有
在IN后面值的列表中,将出现最频繁的值放在最前面,出现得最少的放在最后面,减少判断的次数
注意UNION和UNION ALL的区别。--允许重复数据用UNION ALL好
注意使用DISTINCT,在没有必要时不要用
TRUNCATE TABLE 与 DELETE 区别
减少访问数据库的次数
还有就是我们写存储过程,如果比较长的话,最后用标记符标开,因为这样可读性很好,即使语句写的不怎么样但是语句工整,C# 有region,sql我比较喜欢用的就是:
--startof 查询在职人数
sql语句
--end of
正式机器上我们一般不能随便调试程序,但是很多时候程序在我们本机上没问题,
但是进正式系统就有问题,但是我们又不能随便在正式机器上操作,那么怎么办呢?
我们可以用回滚来调试我们的存储过程或者是sql语句,从而排错。
BEGIN TRAN
UPDATE a SET 字段=''
ROLLBACK
作业存储过程我一般会加上下面这段,这样检查错误可以放在存储过程,如果执行错误回滚操作。
但是如果程序里面已经有了事务回滚,那么存储过程就不要写事务了,这样会导致事务回滚嵌套降低执行效率,
但是我们很多时候可以把检查放在存储过程里,这样有利于我们解读这个存储过程,和排错。
BEGIN TRANSACTION
--事务回滚开始
--检查报错
IF ( @@ERROR > 0 )
BEGIN
--回滚操作
ROLLBACK TRANSACTION
RAISERROR('删除工作报告错误', 16, 3)
RETURN
END
--结束事务
COMMIT TRANSACTION