MySQL常見的SQL聯表細節及JOIN的執行過程

本文主要給大家簡單講講MySQL常見的SQL聯表細節及JOIN的執行過程，相關專業術語大家可以上網查查或者找一些相關書籍補充一下，這里就不涉獵了，我們就直奔主題吧，希望MySQL常見的SQL聯表細節及JOIN的執行過程這篇文章可以給大家帶來一些實際幫助。

問題背景

對于 MySQL 的 JOIN，不知道大家有沒有去想過他的執行流程，亦或有沒有懷疑過自己的理解（自信滿滿的自我認為！）；如果大家不知道怎么檢驗，可以試著回答如下的問題

驅動表的選擇

MySQL 會如何選擇驅動表，按從左至右的順序選擇第一個？

多表連接的順序

假設我們有 3 張表：A、B、C，和如下 SQL

-- 偽 SQL，不能直接執行
A LEFT JOIN B ON B.aId = A.id
LEFT JOIN C ON C.aId = A.id
WHERE A.name = '666' AND B.state = 1 AND C.create_time > '2019-11-22 12:12:30'

是 A 和 B 聯表處理完之后的結果再和 C 進行聯表處理，還是 A、B、C 一起聯表之后再進行過濾處理 ，還是說這兩種都不對，有其他的處理方式 ？

ON、WHERE 的生效時機

樓主無意之間逛到了一篇博文，它里面有如下介紹

摘自 Mysql - JOIN詳解

看完這個，樓主第一時間有發現新大陸的感覺，原來 JOIN 的執行順序是這樣的，可后面越想越不對，感覺像是學錯了技能

如果兩表各有幾百上千萬的數據，那這兩張表做笛卡爾積，結果不敢想象！也就是說 正經圖1 中的順序還有待商榷，ON 和 WHERE 的生效時間也有待商榷

如果你對上述問題都了如指掌，那請你走開，別妨礙我裝逼；如果你對上述問題還不是特別清楚，那么請坐好，我要開始裝逼了

驅動表

何謂驅動表，指多表關聯查詢時，第一個被處理的表，亦可稱之為基表，然后再使用此表的記錄去關聯其他表。驅動表的選擇遵循一個原則：在對最終結果集沒影響的前提下，優先選擇結果集最少的那張表作為驅動表。這個原則說的不好懂，結果集最少，這個也許我們能估出來，但對最終結果集不影響，這個就不好判斷了，難歸難，但還是有一定規律的：

LEFT JOIN 一般以左表為驅動表（RIGHT JOIN一般則是右表 ），INNER JOIN 一般以結果集少的表為驅動表，如果還覺得有疑問，則可用 EXPLAIN 來找驅動表，其結果的第一張表即是驅動表。
你以為 EXPLAIN 就一定準嗎 ？ 執行計劃在真正執行的時候是可能改變的！

絕大多少情況下是適用的，特別是 EXPLAIN

LEFT JOIN 某些情況下會被查詢優化器優化成 INNER JOIN；結果集指的是表中記錄過濾后的結果，而不是表中的所有記錄，如果無過濾條件則是表中所有記錄

更多信息可查看：Mysql多表連接查詢的執行細節（一）

SQL 執行的流程圖

當我們向 MySQL 發送一個請求的時候，MySQL 到底做了些了什么

SQL 執行路徑，摘自《高性能MySQL》

可以看到，執行計劃是查詢優化器的輸出結果，執行引擎根據執行計劃來查詢數據

數據準備

MySQL 5.7.1，InnoDB 引擎；建表 SQL 和 數據初始 SQL

-- 表創建與數據初始化
DROP TABLE IF EXISTS tbl_user;
CREATE TABLE tbl_user (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用戶名',
  sex TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '性別, 1:男，0:女',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '創建時間',
  update_time datetime NOT NULL COMMENT '更新時間',
    remark VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '備注',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='用戶表';

DROP TABLE IF EXISTS tbl_user_login_log;
CREATE TABLE tbl_user_login_log (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用戶名',
  ip VARCHAR(15) NOT NULL COMMENT '登錄IP',
  client TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '登錄端, 1:android, 2:ios, 3:PC, 4:H5',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '創建時間',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='登錄日志';
INSERT INTO tbl_user(user_name,sex,create_time,update_time,remark) VALUES
('何天香',1,NOW(), NOW(),'朗眉星目，一表人材'),
('薛沉香',0,NOW(), NOW(),'天星樓的總樓主薛搖紅的女兒，也是天星樓的少總樓主，體態豐盈，烏發飄逸，指若春蔥，袖臂如玉，風姿卓然，高貴典雅，人稱“天星絕香”的武林第一大美女'),
('慕容蘭娟',0,NOW(), NOW(),'武林東南西北四大世家之北世家慕容長明的獨生女兒，生得玲瓏剔透，粉雕玉琢，脾氣卻是剛烈無比，又喜著火紅，所以人送綽號“火鳳凰”，是除天星樓薛沉香之外的武林第二大美女'),
('萇婷',0,NOW(), NOW(),'當今皇上最寵愛的侄女，北王府的郡主，腰肢纖細，遍體羅綺，眉若墨畫，唇點櫻紅；雖無沉香之雅重，蘭娟之熱烈，卻別現出一種空靈'),
('柳含姻',0,NOW(), NOW(),'武林四絕之一的添愁仙子董婉婉的徒弟，體態窈窕，姿容秀麗，真個是秋水為神玉為骨，芙蓉如面柳如腰，眉若墨畫，唇若點櫻，不弱西子半分，更勝玉環一籌; 搖紅樓、聽雨軒，琵琶一曲值千金!'),
('李凝雪',0,NOW(), NOW(),'李相國的女兒，神采奕奕，英姿颯爽，愛憎分明'),
('周遺夢',0,NOW(), NOW(),'音神傳人，湘妃竹琴的擁有者，云髻高盤，穿了一身黑色蟬翼紗衫，愈覺得冰肌玉骨，粉面櫻唇，格外嬌艷動人'),
('葉留痕',0,NOW(), NOW(),'圣域圣女，膚白如雪，白衣飄飄，宛如仙女一般，微笑中帶著說不出的柔和之美'),
('郭疏影',0,NOW(), NOW(),'揚灰右使的徒弟，秀發細眉，玉肌豐滑，嬌潤脫俗'),
('鐘鈞天',0,NOW(), NOW(),'天界，玄天九部 - 鈞天部的部主，超凡脫俗，仙氣逼人'),
('王雁云',0,NOW(), NOW(),'塵緣山莊二小姐，刁蠻任性'),
('許侍霜',0,NOW(), NOW(),'藥王谷谷主女兒，醫術高明'),
('馮黯凝',0,NOW(), NOW(),'桃花門門主，嬌艷如火，千嬌百媚');
INSERT INTO tbl_user_login_log(user_name, ip, client, create_time) VALUES
('薛沉香', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 12:23:45'),
('萇婷', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 22:23:45'),
('慕容蘭娟', '10.53.56.12',1, '2018-08-12 22:23:45'),
('何天香', '10.53.56.12',1, '2019-10-19 10:23:45'),
('柳含姻', '198.11.132.198',2, '2018-05-12 22:23:45'),
('馮黯凝', '198.11.132.198',2, '2018-11-11 22:23:45'),
('周遺夢', '198.11.132.198',2, '2019-06-18 22:23:45'),
('郭疏影', '220.181.38.148',3, '2019-10-21 09:45:56'),
('薛沉香', '220.181.38.148',3, '2019-10-26 22:23:45'),
('萇婷', '104.69.160.60',4, '2019-10-12 10:23:45'),
('王雁云', '104.69.160.61',4, '2019-10-16 20:23:45'),
('李凝雪', '104.69.160.62',4, '2019-10-17 20:23:45'),
('許侍霜', '104.69.160.63',4, '2019-10-18 20:23:45'),
('葉留痕', '104.69.160.64',4, '2019-10-19 20:23:45'),
('王雁云', '104.69.160.65',4, '2019-10-20 20:23:45'),
('葉留痕', '104.69.160.66',4, '2019-10-21 20:23:45');

SELECT * FROM tbl_user;
SELECT * FROM tbl_user_login_log;

單表查詢

單表查詢的過程比較好理解，大致如下

關于單表查詢就不細講了，主要涉及到：聚集索引，覆蓋索引、回表操作，知道這 3 點，上圖就好理解了（不知道的趕快去查資料，暴露了就丟人了！）。

聯表算法

MySQL 的聯表算法是基于嵌套循環算法（nested-loop algorithm）而衍生出來的一系列算法，根據不同條件而選用不同的算法

在使用索引關聯的情況下，有 Index Nested-Loop join 和 Batched Key Access join 兩種算法;
在未使用索引關聯的情況下，有 Simple Nested-Loop join 和 Block Nested-Loop join 兩種算法;　　

Simple Nested-Loop

簡單嵌套循環，簡稱 SNL；逐條逐條匹配，就像這樣

這種算法簡單粗暴，但毫無性能可言，時間性能上來說是 n（表中記錄數） 的 m（表的數量） 次方，所以 MySQL 做了優化，聯表查詢的時候不會出現這種算法，即使在無 WHERE 條件且 ON 的連接鍵上無索引時，也不會選用這種算法

Block Nested-Loop

緩存塊嵌套循環連接，簡稱 BNL，是對 INL 的一種優化；一次性緩存多條驅動表的數據，然后拿 Join Buffer 里的數據批量與內層循環讀取的數據進行匹配，就像這樣

將內部循環中讀取的每一行與緩沖區中的所有記錄進行比較，這樣就可以減少內層循環的讀表次數。舉個例子，如果沒有 Join Buffer，驅動表有 30 條記錄，被驅動表有 50 條記錄，那么內層循環的讀表次數應該是 30 * 50 = 1500，如果 Join Buffer 可用并可以存 10 條記錄（Join Buffer 存儲的是驅動表中參與查詢的列，包括 SELECT 的列、ON 的列、WHERE 的列，而不是驅動表中整行整行的完整記錄），那么內層循環的讀表次數應該是 30 / 10 * 50 = 150，被驅動表必須讀取的次數減少了一個數量級。

當被驅動表在連接鍵上無索引且被驅動表在 WHERE 過濾條件上也沒索引時，常常會采用此種算法來完成聯表，如下所示

Index Nested-Loop

索引嵌套循環，簡稱 INL，是基于被驅動表的索引進行連接的算法；驅動表的記錄逐條與被驅動表的索引進行匹配，避免和被驅動表的每條記錄進行比較，減少了對被驅動表的匹配次數，大致流程如下圖

我們來看看實際案例，先給 tbl_user_login_log 添加索引 ALTER TABLE tbl_user_login_log ADD INDEX idx_user_name (user_name); ，我們再來看聯表執行計劃

可以看到 tbl_user_login_log 的索引生效了，我們再往下看

有趣的事發生了，驅動表變成了 tbl_user_login_log ，而 tbl_user 成了被驅動表， tbl_user_login_log 走索引過濾后得到結果集，再通過 BNL 算法將結果集與 tbl_user 進行匹配。這其實是 MySQL進行了優化，因為 tbl_user_login_log 走索引過濾后得到的結果集比 tbl_user 記錄數要少，所以選擇了 tbl_user_login_log 作為驅動表，后面的也就理所當然了，是不是感覺 MySQL 好強大？

MySQL常見的SQL聯表細節及JOIN的執行過程就先給大家講到這里，對于其它相關問題大家想要了解的可以持續關注我們的行業資訊。我們的板塊內容每天都會捕捉一些行業新聞及專業知識分享給大家的。