尽管我们书写SQL语句时遵循着SELECT、FROM、WHERE等固定的顺序,但MySQL引擎在处理这些语句时的内部执行顺序却大相径庭
本文将深入探讨MySQL中SQL语句的实际执行顺序,并通过详细解析每个步骤,帮助读者更好地理解查询过程,从而优化数据库性能
一、SQL语句的书写顺序与执行顺序 首先,我们需要明确SQL语句的书写顺序与实际执行顺序的区别
书写顺序通常遵循以下结构: 1.SELECT:选择要返回的列
2.FROM:指定查询的表
3.WHERE:对行进行过滤
4.GROUP BY:对行进行分组
5.HAVING:对分组后的组进行过滤
6.ORDER BY:对结果进行排序
7.LIMIT:限制返回的行数
然而,MySQL引擎在处理这些语句时的实际执行顺序却是: 1.FROM/JOIN:确定查询的表,包括JOIN操作(如果有),并应用ON条件
2.WHERE:对行进行过滤,此时还没有分组,因此不能使用聚合函数
3.GROUP BY:将数据按照指定的列分组
4.HAVING:对分组后的组进行过滤,可以使用聚合函数(如COUNT, SUM等)
5.SELECT:选择要返回的列,此时可以计算表达式、使用聚合函数、为列取别名(别名在后续步骤中可用,但在WHERE和GROUP BY中不可用)
6.DISTINCT:去重(如果有DISTINCT关键字)
7.ORDER BY:对结果集进行排序,可以使用SELECT中定义的别名
8.LIMIT:限制返回的行数
二、详细解析SQL语句的实际执行顺序 为了更深入地理解上述执行顺序,我们将逐一解析每个步骤,并通过示例进行说明
1. FROM/JOIN 核心动作:构建查询所需的数据源
数据库会根据FROM子句和JOIN子句构建出本次查询所需要的数据源
如果是JOIN操作,还会涉及笛卡尔积的生成和ON条件的过滤
示例: sql FROM employees e LEFT JOIN departments d ON e.department_id = d.id 这里会先将employees和departments做笛卡尔积,然后用`e.department_id = d.id`筛选,最后把employees表里没有匹配到部门的员工行再加回来,d表的列填充为NULL
2. WHERE 核心动作:对VT1中的每一行数据进行过滤
WHERE子句会逐行扫描VT1(由FROM/JOIN步骤产生的虚拟表),判断每一行是否满足WHERE后面的条件
如果条件为真(TRUE),该行被保留;如果为假(FALSE)或未知(UNKNOWN),该行被永久丢弃
关键限制:因为WHERE在SELECT之前执行,所以此时SELECT子句中定义的列别名是不可用的
示例: sql SELECT`name`, department FROM employees WHERE`name` = 张三; 3. GROUP BY 核心动作:将相似的行合并成一个摘要行
GROUP BY子句会根据指定的列,将VT2中具有相同值的行分为一组
每个组在逻辑上会变成一行
重要影响:从这一步开始,查询的粒度从“单行”变为了“分组”
GROUP BY中使用的列和聚合函数(COUNT(), SUM(), AVG(), MAX(), MIN())是针对整个分组进行计算的
示例: sql SELECT - FROM employees GROUP BY department; 4. HAVING 核心动作:对GROUP BY之后形成的分组进行过滤
HAVING子句会遍历VT3中的每一个分组(摘要行),应用其后的条件
不满足条件的整个分组将被丢弃
与WHERE的区别:WHERE过滤行,在分组前工作,不能使用聚合函数;HAVING过滤分组,在分组后工作,可以使用聚合函数
示例: sql SELECT department FROM employees GROUP BY department HAVING COUNT(name) >8; 5. SELECT 核心动作:计算并选择最终要显示的列
这是数据库第一次,也是唯一一次处理SELECT列表
在这一步中,数据库会计算表达式、调用函数、生成列别名等
示例: sql SELECT`name` AS n, department FROM employees WHERE`name` = 张三; 注意,这里的别名n在WHERE子句中是不可用的,但在SELECT之后的步骤中(如ORDER BY)可以使用
6. DISTINCT 核心动作:移除结果集中的重复行
如果使用了DISTINCT关键字,数据库会扫描VT5,并移除所有完全重复的行(即所有列的值都相同的行)
7. ORDER BY 核心动作:对结果集进行排序
ORDER BY子句会对结果集进行排序,可以使用SELECT中定义的别名
示例: sql SELECT - FROM employees ORDER BY age DESC; 8. LIMIT 核心动作:限制返回的行数
LIMIT子句会限制返回的行数,通常用于分页查询
示例: sql SELECTFROM employees LIMIT 10; 三、优化建议 了解了MySQL中SQL语句的实际执行顺序后,我们可以针对每个步骤提出优化建议,以提高查询性能
1.优化FROM/JOIN: -尽量减少JOIN操作的数量和复杂度
- 使用合适的索引来加速JOIN操作
2.优化WHERE: - 确保WHERE子句中的条件能够利用索引
- 避免在WHERE子句中使用函数或计算表达式,因为这会导致索引失效
3.优化GROUP BY: -尽量减少GROUP BY子句中的列数
- 如果可能,尽量在GROUP BY之前使用WHERE子句进行过滤,以减少分组的数据量
4.优化HAVING: -类似于WHERE子句,确保HAVING子句中的条件能够利用索引(尽管HAVING通常针对分组后的数据进行过滤)
5.优化SELECT: - 只选择需要的列,避免使用`SELECT`
- 使用列别名来简化查询结果
6.优化DISTINCT: - 如果可能,尽量避免使用DISTINCT关键字,因为它会增加查询的复杂度
7.优化ORDER BY: - 确保ORDER BY子句中的列能够利用索引
- 如果查询结果需要分页,尽量在ORDER BY之前使用LIMIT子句来限制返回的行数
8.优化LIMIT: - 在分页查询中,尽量使用索引覆盖扫描来减少I/O操作
总之,了解MySQL中SQL语句的实际执行顺序是优化查询性能的关键
通过针对每个步骤提出优化建议,我们可以显著提高数据库的查询效率,从而满足日益增长的数据处理需求