如何写优雅的SQL原生语句

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MySQL4.png

前言:

上一篇讲Mysql基本架构时,以"sql查询语句在MySql架构中具体是怎么执行的"
进行了全面的讲解。知道了sql查询语句在MySql架构中的具体执行流程,但是为了能够更好更快的写出sql语句,我觉得非常有必要知道sql语句中各子句的执行顺序。看过上一篇文章的小伙伴应该都知道,sql语句最后各子句的执行应该是在执行器中完成的,存储引擎对执行器提供的数据读写接口。现在开始我们的学习

语句中各子句完整执行顺序概括(按照顺序号执行)

  1. from (注:这里也包括from中的子语句)

  2. join

  3. on

  4. where

  5. group by(开始使用select中的别名,后面的语句中都可以使用)

  6. avg,sum.... 等聚合函数

  7. having

  8. select

  9. distinct

  10. order by

  11. limit

每个子句执行顺序分析

所有的 查询语句都是从from开始执行的,在执行过程中,每个步骤都会为下一个步骤生成一个虚拟表,这个虚拟表将作为下一个执行步骤的输入。

1. from

form是一次查询语句的开端。

  • 如果是一张表,会直接操作这张表;

  • 如果这个from后面是一个子查询,会先执行子查询中的内容,子查询的结果也就是第一个虚拟表T1。(注意:子查询中的执行流程也是按照本篇文章讲的顺序哦)。

  • 如果需要关联表,使用join,请看2,3

2. join

如果from后面是多张表,join关联,会首先对前两个表执行一个笛卡尔乘积,这时候就会生成第一个虚拟表T1(注意:这里会选择相对小的表作为基础表);

3. on

对虚表T1进行ON筛选,只有那些符合的行才会被记录在虚表T2中。(注意,这里的这里如果还有第三个表与之关联,会用T2与第三个表进行笛卡尔乘积生产T3表,继续重复3. on步骤生成T4表,不过下面的顺序讲解暂时不针对这里的T3和T4,只是从一个表关联查询T2继续说)

4. where

对虚拟表T2进行WHERE条件过滤。只有符合的记录才会被插入到虚拟表T3中。

5.group by

group by 子句将中的唯一的值组合成为一组,得到虚拟表T4。如果应用了group by,那么后面的所有步骤都只能操作T4的列或者是执行6.聚合函数(count、sum、avg等)。(注意:原因在于分组后最终的结果集中只包含每个组中的一行。谨记,不然这里会出现很多问题,下面的代码误区会特别说。)

6. avg,sum.... 等聚合函数

聚合函数只是对分组的结果进行一些处理,拿到某些想要的聚合值,例如求和,统计数量等,并不生成虚拟表。

7. having

应用having筛选器,生成T5。HAVING子句主要和GROUP BY子句配合使用,having筛选器是第一个也是为唯一一个应用到已分组数据的筛选器。

8. select

执行select操作,选择指定的列,插入到虚拟表T6中。

9. distinct

对T6中的记录进行去重。移除相同的行,产生虚拟表T7.(注意:事实上如果应用了group by子句那么distinct是多余的,原因同样在于,分组的时候是将列中唯一的值分成一组,同时只为每一组返回一行记录,那么所以的记录都将是不相同的。 )

10. order by

应用order by子句。按照order_by_condition排序T7,此时返回的一个游标,而不是虚拟表。sql是基于集合的理论的,集合不会预先对他的行排序,它只是成员的逻辑集合,成员的顺序是无关紧要的。对表进行排序的查询可以返回一个对象,这个对象包含特定的物理顺序的逻辑组织。这个对象就叫游标。
oder by的几点说明

  • 因为order by返回值是游标,那么使用order by 子句查询不能应用于表表达式。

  • order by排序是很需要成本的,除非你必须要排序,否则最好不要指定order by,

  • order by的两个参数 asc(升序排列) desc(降序排列)

11. limit

取出指定行的记录,产生虚拟表T9, 并将结果返回。

limit后面的参数可以是 一个limit m ,也可以是limit m n,表示从第m条到第n条数据。

(注意: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)

开发某需求写的一段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;

查询结果:

Snipaste_2019-06-18_14-53-06.png

  • 先简要说一下我要查询的内容:

想要查询pk记录表中分数最高的9个用户记录和他们的头像。

  • 通过这段sql实际想一遍sql各字句的执行顺序

pk记录表的数据结构设计,每个用户每天每个馆下可能会有多条记录,所以需要进行分组,并且查询结果只想拿到每个分组内最高的那条记录

这段sql的一些说明:

  1. 可能有些同学会认为子查询没有必要
    直接查询pk记录表就可以,但是并不能拿到预期的结果,因为分组后的每个组结果是不进行排序的,而且max拿到的最高分数肯定是对应的该分组下最高分数,但是其它记录可能就不是最高分数对应的那条记录。所以子查询非常有必要,它能够对原始的数据首先进行排序,分数最高的那条就是第一条对应的第一条记录。

看一下代码和执行结果与带有子查询的进行比较,就能理解我上面说的一段话:

//不使用子查询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;

查询结果

Snipaste_2019-06-18_14-53-58.png2. 在子查询中对数据已经进行排序后,外层排序方式如果和子查询排序分数相同,都是分数倒序,外层的排序可以去掉,没有必要写两遍。

sql语句中的别名

别名在哪些情况使用

在 SQL 语句中,可以为表名称及字段(列)名称指定别名

  • 表名称指定别名

同时查询两张表的数据的时候:
未设置别名前:

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

设置别名后:

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

好处:使用表别名查询,可以使 SQL 变得简洁而更易书写和阅读,尤其在 SQL 比较复杂的情况下

  • 查询字段指定别名

查询一张表,直接对查询字段设置别名

SELECT username AS name,email FROM user

查询两张表

好处:字段别名一个明显的效果是可以自定义查询数据返回的字段名;当两张表有相同的字段需要都被查询出,使用别名可以完美的进行区分,避免冲突

SELECT a.title AS atitle,u.username,u.title AS utitle FROM article AS a, user AS u where a.uid=u.uid
  • 关联查询时候,关联表自身的时候,一些分类表,必须使用别名。

  • 别名也可以在group by与having的时候都可使用

  • 别名可以在order by排序的时候被使用

    查看上面一段sql

  • delete , update MySQL都可以使用别名,别名在多表(级联)删除尤为有用

delete t1,t2 from t_a t1 , t_b t2 where t1.id = t2.id
  • 子查询结果需要使用别名

    查看上面一段sql

别名使用注意事项

  • 虽然定义字段别名的 AS 关键字可以省略,但是在使用别名时候,建议不要省略 AS 关键字

书写sql语句的注意事项

书写规范上的注意

  • 字符串类型的要加单引号

  • select后面的每个字段要用逗号分隔,但是最后连着from的字段不要加逗号

  • 使用子查询创建临时表的时候要使用别名,否则会报错。

为了增强性能的注意

  • 不要使用“select * from ……”返回所有列,只检索需要的列,可避免后续因表结构变化导致的不必要的程序修改,还可降低额外消耗的资源

  • 不要检索已知的列

select  user_id,name from User where user_id = ‘10000050’
  • 使用可参数化的搜索条件,如=, >, >=, <, <=, between, in, is null以及like ‘%’;尽量不要使用非参数化的负向查询,这将导致无法使用索引,如<>, !=, !>, !<, not in, not like, not exists, not between, is not null, like ‘%’

  • 当需要验证是否有符合条件的记录时,使用exists,不要使用count(*),前者在第一个匹配记录处返回,后者需要遍历所有匹配记录

  • Where子句中列的顺序与需使用的索引顺序保持一致,不是所有数据库的优化器都能对此顺序进行优化,保持良好编程习惯(索引相关)

  • 不要在where子句中对字段进行运算或函数(索引相关)

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

  2. 如where substring( Lastname, 1, 1) = ‘F’就无法使用Lastname列上的索引,而where Lastname like ‘F%’或者where Lastname >= ‘F’ and Lastname < ‘G’就可以

  • 在有min、max、distinct、order by、group by操作的列上建索引,避免额外的排序开销(索引相关)

  • 小心使用or操作,and操作中任何一个子句可使用索引都会提高查询性能,但是or条件中任何一个不能使用索引,都将导致查询性能下降,如where member_no = 1 or provider_no = 1,在member_no或provider_no任何一个字段上没有索引,都将导致表扫描或聚簇索引扫描(索引相关)

  • Between一般比in/or高效得多,如果能在between和in/or条件中选择,那么始终选择between条件,并用>=和<=条件组合替代between子句,因为不是所有数据库的优化器都能把between子句改写为>=和<=条件组合,如果不能改写将导致无法使用索引(索引相关)

  • 调整join操作顺序以使性能最优,join操作是自顶向下的,尽量把结果集小的两个表关联放在前面,可提高性能。(join相关)
    注意:索引和关联我会单独拿出来两篇文章进行详细讲解,在这个注意事项中只是简单提一下。

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