45、SQL逻辑查询语句执行顺序
本篇导航：
一、SELECT语句关键字的定义顺序
SELECT DISTINCT <select_list>
FROM <left_table>
<join_type> JOIN <right_table>
ON <join_condition>
WHERE <where_condition>
GROUP BY <group_by_list>
HAVING <having_condition>
ORDER BY <order_by_condition>
LIMIT <limit_number>
二、SELECT语句关键字的执行顺序
(7) SELECT
(8) DISTINCT <select_list>
(1) FROM <left_table>
(3) <join_type> JOIN <right_table>
(2) ON <join_condition>
(4) WHERE <where_condition>
(5) GROUP BY <group_by_list>
(6) HAVING <having_condition>
(9) ORDER BY <order_by_condition>
(10) LIMIT <limit_number>
三、准备表和数据
1、新建一个测试数据库TestDB；
create database TestDB;
2、创建测试表table1和table2；
CREATE TABLE table1
(
customer_id VARCHAR(10) NOT NULL,
city VARCHAR(10) NOT NULL,
PRIMARY KEY(customer_id)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8; CREATE TABLE table2
(
order_id INT NOT NULL auto_increment,
customer_id VARCHAR(10),
PRIMARY KEY(order_id)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;
3、插入测试数据；
INSERT INTO table1(customer_id,city) VALUES('','hangzhou');
INSERT INTO table1(customer_id,city) VALUES('9you','shanghai');
INSERT INTO table1(customer_id,city) VALUES('tx','hangzhou');
INSERT INTO table1(customer_id,city) VALUES('baidu','hangzhou');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES('');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES('');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES('9you');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES('9you');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES('9you');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES('tx');
INSERT INTO table2(customer_id) VALUES(NULL);
准备工作做完以后，table1和table2看起来应该像下面这样：
mysql> select * from table1;
+-------------+----------+
| customer_id | city |
+-------------+----------+
| 163 | hangzhou |
| 9you | shanghai |
| baidu | hangzhou |
| tx | hangzhou |
+-------------+----------+
4 rows in set (0.00 sec) mysql> select * from table2;
+----------+-------------+
| order_id | customer_id |
+----------+-------------+
| 1 | 163 |
| 2 | 163 |
| 3 | 9you |
| 4 | 9you |
| 5 | 9you |
| 6 | tx |
| 7 | NULL |
+----------+-------------+
7 rows in set (0.00 sec)
四、准备SQL逻辑查询测试语句
#查询来自杭州，并且订单数少于2的客户。
SELECT a.customer_id, COUNT(b.order_id) as total_orders
FROM table1 AS a
LEFT JOIN table2 AS b
ON a.customer_id = b.customer_id
WHERE a.city = 'hangzhou'
GROUP BY a.customer_id
HAVING count(b.order_id) < 2
ORDER BY total_orders DESC;
五、执行顺序分析
在这些SQL语句的执行过程中，都会产生一个虚拟表，用来保存SQL语句的执行结果（这是重点），我现在就来跟踪这个虚拟表的变化，得到最终的查询结果的过程，来分析整个SQL逻辑查询的执行顺序和过程。
1、执行FROM语句
第一步，执行FROM语句。我们首先需要知道最开始从哪个表开始的，这就是FROM告诉我们的。现在有了<left_table>和<right_table>两个表，我们到底从哪个表开始，还是从两个表进行某种联系以后再开始呢？它们之间如何产生联系呢？——笛卡尔积
关于什么是笛卡尔积，请自行Google补脑。经过FROM语句对两个表执行笛卡尔积，会得到一个虚拟表，暂且叫VT1（vitual table 1），内容如下：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 9you | shanghai | 1 | 163 |
| baidu | hangzhou | 1 | 163 |
| tx | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| 9you | shanghai | 2 | 163 |
| baidu | hangzhou | 2 | 163 |
| tx | hangzhou | 2 | 163 |
| 163 | hangzhou | 3 | 9you |
| 9you | shanghai | 3 | 9you |
| baidu | hangzhou | 3 | 9you |
| tx | hangzhou | 3 | 9you |
| 163 | hangzhou | 4 | 9you |
| 9you | shanghai | 4 | 9you |
| baidu | hangzhou | 4 | 9you |
| tx | hangzhou | 4 | 9you |
| 163 | hangzhou | 5 | 9you |
| 9you | shanghai | 5 | 9you |
| baidu | hangzhou | 5 | 9you |
| tx | hangzhou | 5 | 9you |
| 163 | hangzhou | 6 | tx |
| 9you | shanghai | 6 | tx |
| baidu | hangzhou | 6 | tx |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
| 163 | hangzhou | 7 | NULL |
| 9you | shanghai | 7 | NULL |
| baidu | hangzhou | 7 | NULL |
| tx | hangzhou | 7 | NULL |
+-------------+----------+----------+-------------+
总共有28（table1的记录条数 * table2的记录条数）条记录。这就是VT1的结果，接下来的操作就在VT1的基础上进行。
2、执行ON过滤
执行完笛卡尔积以后，接着就进行ON a.customer_id = b.customer_id条件过滤，根据ON中指定的条件，去掉那些不符合条件的数据，得到VT2表，内容如下：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| 9you | shanghai | 3 | 9you |
| 9you | shanghai | 4 | 9you |
| 9you | shanghai | 5 | 9you |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
+-------------+----------+----------+-------------+
VT2就是经过ON条件筛选以后得到的有用数据，而接下来的操作将在VT2的基础上继续进行。
3、添加外部行
这一步只有在连接类型为OUTER JOIN时才发生，如LEFT OUTER JOIN、RIGHT OUTER JOIN和FULL OUTER JOIN。在大多数的时候，我们都是会省略掉OUTER关键字的，但OUTER表示的就是外部行的概念。
LEFT OUTER JOIN把左表记为保留表，得到的结果为：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| 9you | shanghai | 3 | 9you |
| 9you | shanghai | 4 | 9you |
| 9you | shanghai | 5 | 9you |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
+-------------+----------+----------+-------------+
RIGHT OUTER JOIN把右表记为保留表，得到的结果为：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| 9you | shanghai | 3 | 9you |
| 9you | shanghai | 4 | 9you |
| 9you | shanghai | 5 | 9you |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
| NULL | NULL | 7 | NULL |
+-------------+----------+----------+-------------+
FULL OUTER JOIN把左右表都作为保留表，得到的结果为：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| 9you | shanghai | 3 | 9you |
| 9you | shanghai | 4 | 9you |
| 9you | shanghai | 5 | 9you |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
| NULL | NULL | 7 | NULL |
+-------------+----------+----------+-------------+
添加外部行的工作就是在VT2表的基础上添加保留表中被过滤条件过滤掉的数据，非保留表中的数据被赋予NULL值，最后生成虚拟表VT3。
由于我在准备的测试SQL查询逻辑语句中使用的是LEFT JOIN，过滤掉了以下这条数据：
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
现在就把这条数据添加到VT2表中，得到的VT3表如下：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| 9you | shanghai | 3 | 9you |
| 9you | shanghai | 4 | 9you |
| 9you | shanghai | 5 | 9you |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
+-------------+----------+----------+-------------+
接下来的操作都会在该VT3表上进行。
4、执行WHERE过滤
对添加外部行得到的VT3进行WHERE过滤，只有符合<where_condition>的记录才会输出到虚拟表VT4中。当我们执行WHERE a.city = 'hangzhou'的时候，就会得到以下内容，并存在虚拟表VT4中：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| 163 | hangzhou | 2 | 163 |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
+-------------+----------+----------+-------------+
但是在使用WHERE子句时，需要注意以下两点：
1）由于数据还没有分组，因此现在还不能在WHERE过滤器中使用where_condition=MIN(col)这类对分组统计的过滤；
2）由于还没有进行列的选取操作，因此在SELECT中使用列的别名也是不被允许的，如：SELECT city as c FROM t WHERE c='shanghai';是不允许出现的。
5、执行GROUP BY分组
GROU BY子句主要是对使用WHERE子句得到的虚拟表进行分组操作。我们执行测试语句中的GROUP BY a.customer_id，就会得到以下内容(默认只显示组内第一条)：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| 163 | hangzhou | 1 | 163 |
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
+-------------+----------+----------+-------------+
得到的内容会存入虚拟表VT5中，此时，我们就得到了一个VT5虚拟表，接下来的操作都会在该表上完成。
6、执行HAVING过滤
HAVING子句主要和GROUP BY子句配合使用，对分组得到的VT5虚拟表进行条件过滤。当我执行测试语句中的HAVING count(b.order_id) < 2时，将得到以下内容：
+-------------+----------+----------+-------------+
| customer_id | city | order_id | customer_id |
+-------------+----------+----------+-------------+
| baidu | hangzhou | NULL | NULL |
| tx | hangzhou | 6 | tx |
+-------------+----------+----------+-------------+
这就是虚拟表VT6。
7、SELECT列表
现在才会执行到SELECT子句，不要以为SELECT子句被写在第一行，就是第一个被执行的。
我们执行测试语句中的SELECT a.customer_id, COUNT(b.order_id) as total_orders，从虚拟表VT6中选择出我们需要的内容。我们将得到以下内容：
+-------------+--------------+
| customer_id | total_orders |
+-------------+--------------+
| baidu | 0 |
| tx | 1 |
+-------------+--------------+
还没有完，这只是虚拟表VT7。
8、执行DISTINCT子句
如果在查询中指定了DISTINCT子句，则会创建一张内存临时表（如果内存放不下，就需要存放在硬盘了）。这张临时表的表结构和上一步产生的虚拟表VT7是一样的，不同的是对进行DISTINCT操作的列增加了一个唯一索引，以此来除重复数据。
由于我的测试SQL语句中并没有使用DISTINCT，所以，在该查询中，这一步不会生成一个虚拟表。
9、执行ORDER BY子句
对虚拟表中的内容按照指定的列进行排序，然后返回一个新的虚拟表，我们执行测试SQL语句中的ORDER BY total_orders DESC，就会得到以下内容：
+-------------+--------------+
| customer_id | total_orders |
+-------------+--------------+
| tx | 1 |
| baidu | 0 |
+-------------+--------------+
可以看到这是对total_orders列进行降序排列的。上述结果会存储在VT8中。
10、执行LIMIT子句
LIMIT子句从上一步得到的VT8虚拟表中选出从指定位置开始的指定行数据。对于没有应用ORDER BY的LIMIT子句，得到的结果同样是无序的，所以，很多时候，我们都会看到LIMIT子句会和ORDER BY子句一起使用。
MySQL数据库的LIMIT支持如下形式的选择：
LIMIT n, m
表示从第n条记录开始选择m条记录。而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（现在的大数据处理，大都使用缓存）
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