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Mysql Join語法解析與性能分析

阿新 • • 發佈：2017-10-24
overflow ade 交叉 避免 -i str 用法 模擬 多個

一．Join語法概述

join 用於多表中字段之間的聯系，語法如下：

... FROM table1 INNER|LEFT|RIGHT JOIN table2 ON conditiona

table1:左表；table2:右表。

JOIN 按照功能大致分為如下三類：

INNER JOIN（內連接,或等值連接）：取得兩個表中存在連接匹配關系的記錄。

LEFT JOIN（左連接）：取得左表（table1）完全記錄，即是右表（table2）並無對應匹配記錄。

RIGHT JOIN（右連接）：與 LEFT JOIN 相反，取得右表（table2）完全記錄，即是左表（table1）並無匹配對應記錄。

註意：mysql不支持Full join

,不過可以通過UNION 關鍵字來合並 LEFT JOIN 與 RIGHT JOIN來模擬FULL join.

接下來給出一個列子用於解釋下面幾種分類。如下兩個表(A,B)

mysql> select A.id,A.name,B.name from A,B where A.id=B.id;
+----+-----------+-------------+
| id | name       | name             |
+----+-----------+-------------+
|  1 | Pirate       | Rutabaga      |
|  2 | Monkey    | Pirate            |
|  3 | Ninja         | Darth Vader |
|  4 | Spaghetti  | Ninja             |
+----+-----------+-------------+
4 rows in set (0.00 sec)

二.Inner join

內連接，也叫等值連接，inner join產生同時符合A和B的一組數據。

mysql> select * from A inner join B on A.name = B.name;
+----+--------+----+--------+
| id | name   | id | name   |
+----+--------+----+--------+
|  1 | Pirate |  2 | Pirate |
|  3 | Ninja  |  4 | Ninja  |
+----+--------+----+--------+

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三.Left join

mysql> select * from A left join B on A.name = B.name;
#或者：select * from A left outer join B on A.name = B.name;

+----+-----------+------+--------+
| id | name      | id   | name   |
+----+-----------+------+--------+
|  1 | Pirate    |    2 | Pirate |
|  2 | Monkey    | NULL | NULL   |
|  3 | Ninja     |    4 | Ninja  |
|  4 | Spaghetti | NULL | NULL   |
+----+-----------+------+--------+
4 rows in set (0.00 sec)

left join,（或left outer join:在Mysql中兩者等價，推薦使用left join.）左連接從左表(A)產生一套完整的記錄,與匹配的記錄(右表(B)) .如果沒有匹配,右側將包含null。

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如果想只從左表(A)中產生一套記錄，但不包含右表(B)的記錄，可以通過設置where語句來執行，如下：

mysql> select * from A left join B on A.name=B.name where A.id is null or B.id is null;
+----+-----------+------+------+
| id | name      | id   | name |
+----+-----------+------+------+
|  2 | Monkey    | NULL | NULL |
|  4 | Spaghetti | NULL | NULL |
+----+-----------+------+------+
2 rows in set (0.00 sec)

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同理，還可以模擬inner join. 如下：

mysql> select * from A left join B on A.name=B.name where A.id is not null and B.id is not null;
+----+--------+------+--------+
| id | name   | id   | name   |
+----+--------+------+--------+
|  1 | Pirate |    2 | Pirate |
|  3 | Ninja  |    4 | Ninja  |
+----+--------+------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)

求差集：

根據上面的例子可以求差集，如下：

SELECT * FROM A LEFT JOIN B ON A.name = B.name
WHERE B.id IS NULL
union
SELECT * FROM A right JOIN B ON A.name = B.name
WHERE A.id IS NULL;
# 結果
    +------+-----------+------+-------------+
| id   | name      | id   | name        |
+------+-----------+------+-------------+
|    2 | Monkey    | NULL | NULL        |
|    4 | Spaghetti | NULL | NULL        |
| NULL | NULL      |    1 | Rutabaga    |
| NULL | NULL      |    3 | Darth Vader |
+------+-----------+------+-------------+

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四.Right join

mysql> select * from A right join B on A.name = B.name;
+------+--------+----+-------------+
| id   | name   | id | name        |
+------+--------+----+-------------+
| NULL | NULL   |  1 | Rutabaga    |
|    1 | Pirate |  2 | Pirate      |
| NULL | NULL   |  3 | Darth Vader |
|    3 | Ninja  |  4 | Ninja       |
+------+--------+----+-------------+
4 rows in set (0.00 sec)

同left join。

五.Cross join

cross join：交叉連接，得到的結果是兩個表的乘積，即笛卡爾積

笛卡爾（Descartes）乘積又叫直積。假設集合A={a,b}，集合B={0,1,2}，則兩個集合的笛卡爾積為{(a,0),(a,1),(a,2),(b,0),(b,1), (b,2)}。可以擴展到多個集合的情況。類似的例子有，如果A表示某學校學生的集合，B表示該學校所有課程的集合，則A與B的笛卡爾積表示所有可能的選課情況。

mysql> select * from A cross join B;
+----+-----------+----+-------------+
| id | name      | id | name        |
+----+-----------+----+-------------+
|  1 | Pirate    |  1 | Rutabaga    |
|  2 | Monkey    |  1 | Rutabaga    |
|  3 | Ninja     |  1 | Rutabaga    |
|  4 | Spaghetti |  1 | Rutabaga    |
|  1 | Pirate    |  2 | Pirate      |
|  2 | Monkey    |  2 | Pirate      |
|  3 | Ninja     |  2 | Pirate      |
|  4 | Spaghetti |  2 | Pirate      |
|  1 | Pirate    |  3 | Darth Vader |
|  2 | Monkey    |  3 | Darth Vader |
|  3 | Ninja     |  3 | Darth Vader |
|  4 | Spaghetti |  3 | Darth Vader |
|  1 | Pirate    |  4 | Ninja       |
|  2 | Monkey    |  4 | Ninja       |
|  3 | Ninja     |  4 | Ninja       |
|  4 | Spaghetti |  4 | Ninja       |
+----+-----------+----+-------------+
16 rows in set (0.00 sec)

#再執行：mysql> select * from A inner join B; 試一試

#在執行mysql> select * from A cross join B on A.name = B.name; 試一試

實際上，在 MySQL 中（僅限於 MySQL） CROSS JOIN 與 INNER JOIN 的表現是一樣的，在不指定 ON 條件得到的結果都是笛卡爾積，反之取得兩個表完全匹配的結果。
INNER JOIN 與 CROSS JOIN 可以省略 INNER 或 CROSS 關鍵字，因此下面的 SQL 效果是一樣的：

... FROM table1 INNER JOIN table2
... FROM table1 CROSS JOIN table2
... FROM table1 JOIN table2

六.Full join

mysql> select * from A left join B on B.name = A.name 
    -> union 
    -> select * from A right join B on B.name = A.name;
+------+-----------+------+-------------+
| id   | name      | id   | name        |
+------+-----------+------+-------------+
|    1 | Pirate    |    2 | Pirate      |
|    2 | Monkey    | NULL | NULL        |
|    3 | Ninja     |    4 | Ninja       |
|    4 | Spaghetti | NULL | NULL        |
| NULL | NULL      |    1 | Rutabaga    |
| NULL | NULL      |    3 | Darth Vader |
+------+-----------+------+-------------+
6 rows in set (0.00 sec)

全連接產生的所有記錄（雙方匹配記錄）在表A和表B。如果沒有匹配,則對面將包含null。

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七.性能優化

1.顯示(explicit) inner join VS 隱式(implicit) inner join

如：

select * from
table a inner join table b
on a.id = b.id;

VS

select a.*, b.*
from table a, table b
where a.id = b.id;

我在數據庫中比較(10w數據)得之，它們用時幾乎相同，第一個是顯示的inner join，後一個是隱式的inner join。

參照:Explicit vs implicit SQL joins

2.left join/right join VS inner join

盡量用inner join.避免 LEFT JOIN 和 NULL.

在使用left join（或right join）時，應該清楚的知道以下幾點：

(1). on與 where的執行順序

ON 條件（“A LEFT JOIN B ON 條件表達式”中的ON）用來決定如何從 B 表中檢索數據行。如果 B 表中沒有任何一行數據匹配 ON 的條件,將會額外生成一行所有列為 NULL 的數據,在匹配階段 WHERE 子句的條件都不會被使用。僅在匹配階段完成以後，WHERE 子句條件才會被使用。它將從匹配階段產生的數據中檢索過濾。

所以我們要註意：在使用Left (right) join的時候，一定要在先給出盡可能多的匹配滿足條件，減少Where的執行。如：

PS, 這部分有些不妥，感謝 wxweven 指正：

這部分的內容，博主寫的有些欠妥當，不知道博主有沒有實際運行測試過，下面說說我的看法：

（1）首先關於on和where的用法，如果直接把where裏面的條件拿到on裏面去，結果是跟原來的不一致的，所以博主說的“在使用Left (right) join的時候，一定要在先給出盡可能多的匹配滿足條件，減少Where的執行”是不成立的，因為篩選條件放在on或者where，產生的是不同的結果，不能說為了性能就把where中的條件放到on中。

可參考sql語句中join on和where用法的區別和聯系

PASS

select * from A
inner join B on B.name = A.name
left join C on C.name = B.name
left join D on D.id = C.id
where C.status>1 and D.status=1;

Great

select * from A
inner join B on B.name = A.name
left join C on C.name = B.name and C.status>1
left join D on D.id = C.id and D.status=1

從上面例子可以看出，盡可能滿足ON的條件，而少用Where的條件。從執行性能來看第二個顯然更加省時。

(2).註意ON 子句和 WHERE 子句的不同

如作者舉了一個列子：

mysql> SELECT * FROM product LEFT JOIN product_details
       ON (product.id = product_details.id)
       AND product_details.id=2;
+----+--------+------+--------+-------+
| id | amount | id   | weight | exist |
+----+--------+------+--------+-------+
|  1 |    100 | NULL |   NULL |  NULL |
|  2 |    200 |    2 |     22 |     0 |
|  3 |    300 | NULL |   NULL |  NULL |
|  4 |    400 | NULL |   NULL |  NULL |
+----+--------+------+--------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)
 
mysql> SELECT * FROM product LEFT JOIN product_details
       ON (product.id = product_details.id)
       WHERE product_details.id=2;
+----+--------+----+--------+-------+
| id | amount | id | weight | exist |
+----+--------+----+--------+-------+
|  2 |    200 |  2 |     22 |     0 |
+----+--------+----+--------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

從上可知，第一條查詢使用 ON 條件決定了從 LEFT JOIN的 product_details表中檢索符合的所有數據行。第二條查詢做了簡單的LEFT JOIN，然後使用 WHERE 子句從 LEFT JOIN的數據中過濾掉不符合條件的數據行。

(3).盡量避免子查詢，而用join

往往性能這玩意兒，更多時候體現在數據量比較大的時候，此時，我們應該避免復雜的子查詢。如下：

PASS

insert into t1(a1) select b1 from t2 where not exists(select 1 from t1 where t1.id = t2.r_id);

Great

insert into t1(a1)  
select b1 from t2  
left join (select distinct t1.id from t1 ) t1 on t1.id = t2.r_id   
where t1.id is null;

這個可以參考mysql的exists與inner join 和 not exists與 left join 性能差別驚人

補充：MySQL STRAIGHT_JOIN 與 NATURAL JOIN的使用

感謝網友** 折翼的鳥** 給出的提醒。

長話短說：straight_join實現強制多表的載入順序，從左到右，如：

...A straight_join B on A.name = B.name

straight_join完全等同於inner join 只不過，join語法是根據“哪個表的結果集小，就以哪個表為驅動表”來決定誰先載入的，而straight_join 會強制選擇其左邊的表先載入。

往往我們在分析mysql處理性能時，如(Explain),如果發現mysql在載入順序不合理的情況下，可以使用這個語句，但往往mysql能夠自動的分析並處理好。

更多內容參考：MySQL STRAIGHT_JOIN 與 NATURAL JOIN
和MySQL優化的奇技淫巧之STRAIGHT_JOIN

八.參考：

A Visual Explanation of SQL Joins

五種提高 SQL 性能的方法

關於 MySQL LEFT JOIN 你可能需要了解的三點

Mysql Join語法解析與性能分析

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