MySQL多表联合查询语句的编写及效率分析、优化

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2019-3-18

一、多表连接类型

1. 笛卡尔积(交叉连接)

在MySQL中可以为CROSS JOIN或者省略CROSS即JOIN,或者使用’,’  如: 

SELECT * FROM table1 CROSS JOIN table2   
SELECT * FROM table1 JOIN table2   
SELECT * FROM table1,table2  
SELECT * FROM users CROSS JOIN articles;
SELECT * FROM users JOIN articles;
SELECT * FROM users, articles;

由于其返回的结果为被连接的两个数据表的乘积,因此当有WHERE, ON或USING条件的时候一般不建议使用,因为当数据表项目太多的时候,会非常慢。一般使用LEFT [OUTER] JOIN或者RIGHT [OUTER] JOIN

2.   内连接INNER JOIN

在MySQL中把INNER JOIN叫做等值连接,即需要指定等值连接条件在MySQL中CROSS和INNER JOIN被划分在一起。 

SELECT * FROM users as u INNER JOIN articles as a where u.id = a.user_id 

3. MySQL中的外连接

分为左外连接和右连接,即除了返回符合连接条件的结果之外,还要返回左表(左连接)或者右表(右连接)中不符合连接条件的结果,相对应的使用NULL对应。

例子:
users表:

+----+----------+----------+--------------------+
| id | username | password | email              |
+----+----------+----------+--------------------+
|  1 | junxi    | 123      | xinlei3166@126.com |
|  2 | tangtang | 456      | xinlei3166@126.com |
|  3 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com      |
|  4 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com      |
|  5 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com      |
|  6 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com      |
|  7 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com      |
|  8 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com      |
|  9 | ceshi3   | 333      | ceshi3@11.com      |
| 10 | ceshi4   | 444      | ceshi4@qq.com      |
| 11 | ceshi3   | 333      | ceshi3@11.com      |
| 12 | ceshi4   | 444      | ceshi4@qq.com      |
+----+----------+----------+--------------------+

userinfos表:

+----+-------+--------+-------------+----------------+---------+
| id | name  | qq     | phone       | link           | user_id |
+----+-------+--------+-------------+----------------+---------+
|  1 | 君惜  | 666666 | 16616555188 | www.junxi.site |       1 |
|  2 | 糖糖  | 777777 | 17717555177 | www.weizhi.com |       2 |
|  3 | 测试3 | 333333 | 13313333177 | www.ceshi3.com |       3 |
+----+-------+--------+-------------+----------------+---------+

SQL语句:

SELECT * FROM users as u LEFT JOIN userinfos as i on u.id = i.user_id;

执行结果:

+----+----------+----------+--------------------+------+-------+--------+-------------+----------------+---------+
| id | username | password | email              | id   | name  | qq     | phone       | link           | user_id |
+----+----------+----------+--------------------+------+-------+--------+-------------+----------------+---------+
|  1 | junxi    | 123      | xinlei3166@126.com |    1 | 君惜  | 666666 | 16616555188 | www.junxi.site |       1 |
|  2 | tangtang | 456      | xinlei3166@126.com |    2 | 糖糖  | 777777 | 17717555177 | www.weizhi.com |       2 |
|  3 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com      |    3 | 测试3 | 333333 | 13313333177 | www.ceshi3.com |       3 |
|  4 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
|  5 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
|  6 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
|  7 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
|  8 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
|  9 | ceshi3   | 333      | ceshi3@11.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
| 10 | ceshi4   | 444      | ceshi4@qq.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
| 11 | ceshi3   | 333      | ceshi3@11.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
| 12 | ceshi4   | 444      | ceshi4@qq.com      | NULL | NULL  | NULL   | NULL        | NULL           |    NULL |
+----+----------+----------+--------------------+------+-------+--------+-------------+----------------+---------+

分析:
而users表中的id大于3的用户在userinfos中没有相应的纪录,但是却出现在了结果集中
因为现在是left join,所有的工作以left为准.
结果1,2,3都是既在左表又在右表的纪录4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12是只在左表,不在右表的纪录

工作原理:
从左表读出一条,选出所有与on匹配的右表纪录(n条)进行连接,形成n条纪录(包括重复的行),如果右边没有与on条件匹配的表,那连接的字段都是null.然后继续读下一条。
引申:
我们可以用右表没有on匹配则显示null的规律, 来找出所有在左表,不在右表的纪录, 注意用来判断的那列必须声明为not null的。
如:
SQL:
(注意:

    1.列值为null应该用is null 而不能用=NULL
     2.这里i.user_id 列必须声明为 NOT NULL 的.

SELECT * FROM users as u LEFT JOIN userinfos as i on u.id = i.user_id WHERE i.user_id is NULL;

执行结果:

+----+----------+----------+---------------+------+------+------+-------+------+---------+
| id | username | password | email         | id   | name | qq   | phone | link | user_id |
+----+----------+----------+---------------+------+------+------+-------+------+---------+
|  4 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
|  5 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
|  6 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
|  7 | ceshi3   | 456      | ceshi3@11.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
|  8 | ceshi4   | 456      | ceshi4@qq.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
|  9 | ceshi3   | 333      | ceshi3@11.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
| 10 | ceshi4   | 444      | ceshi4@qq.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
| 11 | ceshi3   | 333      | ceshi3@11.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
| 12 | ceshi4   | 444      | ceshi4@qq.com | NULL | NULL | NULL | NULL  | NULL |    NULL |
+----+----------+----------+---------------+------+------+------+-------+------+---------+

一般用法:
a. LEFT [OUTER] JOIN:
除了返回符合连接条件的结果之外,还需要显示左表中不符合连接条件的数据列,相对应使用NULL对应

SELECT column_name FROM table1 LEFT [OUTER] JOIN table2 ON table1.column=table2.column 

b. RIGHT [OUTER] JOIN:
RIGHT与LEFT JOIN相似不同的仅仅是除了显示符合连接条件的结果之外,还需要显示右表中不符合连接条件的数据列,相应使用NULL对应

SELECT column_name FROM table1 RIGHT [OUTER] JOIN table2 ON table1.column=table2.column  

Tips:

  1. on a.c1 = b.c1 等同于 using(c1)
  2. INNER JOIN 和 , (逗号) 在语义上是等同的
  3. 当 MySQL 在从一个表中检索信息时,你可以提示它选择了哪一个索引。
    如果 EXPLAIN 显示 MySQL 使用了可能的索引列表中错误的索引,这个特性将是很有用的。
    通过指定 USE INDEX (key_list),你可以告诉 MySQL 使用可能的索引中最合适的一个索引在表中查找记录行。
    可选的二选一句法 IGNORE INDEX (key_list) 可被用于告诉 MySQL 不使用特定的索引。如:
mysql> SELECT * FROM table1 USE INDEX (key1,key2) WHERE key1=1 AND key2=2 AND key3=3;  
mysql> SELECT * FROM table1 IGNORE INDEX (key3) WHERE key1=1 AND key2=2 AND key3=3;  

二、表连接的约束条件

添加显示条件WHERE, ON, USING

1. WHERE子句

SELECT * FROM table1,table2 WHERE table1.id=table2.id;  
SELECT * FROM users, userinfos WHERE users.id=userinfos.user_id;

2. ON

SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.id=table2.id;  
SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.id=table2.id LEFT JOIN table3 ON table2.id=table3.id;  
SELECT * FROM users LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id;
SELECT * FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id;

3. USING子句,如果连接的两个表连接条件的两个列具有相同的名字的话可以使用USING

例如:

SELECT FROM LEFT JOIN USING ()

连接多于两个表的情况举例:

SELECT users.username, userinfos.name, articles.title FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id;

执行结果:

mysql> SELECT users.username, userinfos.name, articles.title FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id;
+----------+-------+------------+
| username | name  | title      |
+----------+-------+------------+
| junxi    | 君惜  | 中国有嘻哈 |
| tangtang | 糖糖  | 星光大道   |
| ceshi3   | 测试3 | 平凡的真谛 |
| junxi    | 君惜  | python进阶 |
| ceshi3   | NULL  | NULL       |
| ceshi3   | NULL  | NULL       |

或者

SELECT users.username, userinfos.name, articles.title FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id WHERE (articles.user_id IS NOT NULL AND userinfos.user_id IS NOT NULL);

执行结果:

mysql> SELECT users.username, userinfos.name, articles.title FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id WHERE (articles.user_id IS NOT NULL AND userinfos.user_
id IS NOT NULL);
+----------+-------+------------+
| username | name  | title      |
+----------+-------+------------+
| junxi    | 君惜  | 中国有嘻哈 |
| tangtang | 糖糖  | 星光大道   |
| ceshi3   | 测试3 | 平凡的真谛 |
| junxi    | 君惜  | python进阶 |
+----------+-------+------------+

或者

SELECT users.username, userinfos.name, articles.title FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id WHERE (userinfos.name = '君惜');

执行结果:

mysql> SELECT users.username, userinfos.name, articles.title FROM users LEFT JOIN userinfos ON users.id = userinfos.user_id LEFT JOIN articles ON users.id = articles.user_id WHERE (userinfos.name = '君惜');
+----------+------+------------+
| username | name | title      |
+----------+------+------------+
| junxi    | 君惜 | 中国有嘻哈 |
| junxi    | 君惜 | python进阶 |
+----------+------+------------+

另外需要注意的地方 在MySQL中涉及到多表查询的时候,需要根据查询的情况,想好使用哪种连接方式效率更高。

  1. 交叉连接(笛卡尔积)或者内连接 [INNER | CROSS] JOIN
  2. 左外连接LEFT [OUTER] JOIN或者右外连接RIGHT [OUTER] JOIN 注意指定连接条件WHERE, ON,USING.

三、MySQL如何优化LEFT JOIN和RIGHT JOIN

在MySQL中,A LEFT JOIN B join_condition执行过程如下:

1)·  根据表A和A依赖的所有表设置表B。

2)·  根据LEFT JOIN条件中使用的所有表(除了B)设置表A。

3)·   LEFT JOIN条件用于确定如何从表B搜索行。(换句话说,不使用WHERE子句中的任何条件)。

4)·  可以对所有标准连接进行优化,只是只有从它所依赖的所有表读取的表例外。如果出现循环依赖关系,MySQL提示出现一个错误。

5)· 进行所有标准WHERE优化。

6)· 如果A中有一行匹配WHERE子句,但B中没有一行匹配ON条件,则生成另一个B行,其中所有列设置为NULL。

7)· 如果使用LEFT JOIN找出在某些表中不存在的行,并且进行了下面的测试:WHERE部分的col_name IS NULL,其中col_name是一个声明为 NOT NULL的列,MySQL找到匹配LEFT JOIN条件的一个行后停止(为具体的关键字组合)搜索其它行。

RIGHT JOIN的执行类似LEFT JOIN,只是表的角色反过来。

连接优化器计算表应连接的顺序。LEFT JOIN和STRAIGHT_JOIN强制的表读顺序可以帮助连接优化器更快地工作,因为检查的表交换更少。请注意这说明如果执行下面类型的查询,MySQL进行全扫描b,因为LEFT JOIN强制它在d之前读取:

SELECT * FROM a,b LEFT JOIN c ON (c.key=a.key) LEFT JOIN d ON (d.key=a.key) WHERE b.key=d.key;  

在这种情况下修复时用a的相反顺序,b列于FROM子句中:

SELECT * FROM b,a LEFT JOIN c ON (c.key=a.key) LEFT JOIN d ON (d.key=a.key) WHERE b.key=d.key;

MySQL可以进行下面的LEFT JOIN优化:如果对于产生的NULL行,WHERE条件总为假,LEFT JOIN变为普通联接。
例如,在下面的查询中如果t2.column1为NULL,WHERE 子句将为false:

SELECT * FROM t1 LEFT JOIN t2 ON (column1) WHERE t2.column2=5;

因此,可以安全地将查询转换为普通联接:

SELECT * FROM t1, t2 WHERE t2.column2=5 AND t1.column1=t2.column1;  

这样可以更快,因为如果可以使查询更佳,MySQL可以在表t1之前使用表t2。为了强制使用表顺序,使用RIGHT_JOIN。