【重学 MySQL】四十、SQL 语句执行过程

[select 语句的完整结构](#select 语句的完整结构)
[select 语句执行顺序](#select 语句执行顺序)
[SQL 语句执行原理](#SQL 语句执行原理)

select 语句的完整结构

SELECT 语句是 SQL（Structured Query Language）中用于从数据库表中检索数据的核心语句。一个完整的 SELECT 语句结构可以包括多个部分，但并非所有部分都是必须的，具体取决于你想从数据库中检索什么信息。以下是一个相对完整的 SELECT 语句结构示例：

sql 复制代码

SELECT 
    [DISTINCT] column1, column2, ...
FROM 
    table_name
[WHERE condition]
[GROUP BY column1, column2, ...]
[HAVING condition]
[ORDER BY column1 [ASC|DESC], column2 [ASC|DESC], ...]
[LIMIT number [OFFSET offset]];

这里是每个部分的简要说明：

SELECT ：指定要从表中检索的列。可以使用 * 来检索所有列。DISTINCT 关键字用于返回唯一不同的值。
FROM：指定要从中检索数据的表名。
WHERE（可选）：指定过滤条件，用于限制哪些行应被包含在结果集中。
GROUP BY（可选）：将结果集中的行分组为一个或多个汇总行，每个分组包含列中值的集合。通常与聚合函数（如 COUNT, MAX, MIN, SUM, AVG）一起使用。
HAVING（可选）：类似于 WHERE，但用于过滤分组后的结果。它通常与 GROUP BY 一起使用，对聚合后的结果进行过滤。
ORDER BY（可选）：指定结果集的排序方式。可以指定一个或多个列进行排序，以及排序的方向（升序 ASC 或降序 DESC）。
LIMIT （可选）：限制返回的记录数。OFFSET 子句（如果与 LIMIT 一起使用）指定在开始返回记录之前要跳过的记录数。

请注意，并非每个 SELECT 语句都需要包含所有这些部分。实际上，大多数简单的查询只需要 SELECT 和 FROM 部分。其他部分根据具体需求添加。

例如，一个简单的查询可能看起来像这样：

sql 复制代码

SELECT name, age
FROM users;

这个查询从 users 表中检索 name 和 age 列的所有数据。

select 语句执行顺序

SELECT语句的执行顺序在SQL中是一个重要的概念，它决定了数据库如何处理和返回查询结果。尽管在编写SQL语句时，我们可能按照SELECT ... FROM ... WHERE ... GROUP BY ... HAVING ... ORDER BY ...这样的顺序来书写，但实际上，数据库在执行这些语句时遵循的是不同的内部逻辑顺序。以下是SELECT语句的完整执行顺序：

FROM/JOIN：
- 这是SQL语句执行的第一步。数据库首先根据FROM子句确定要从哪个表（或哪些表通过JOIN操作）中检索数据。如果使用了JOIN，则还会根据ON子句指定的条件来合并表。
WHERE：
- 在确定了数据源之后，数据库会根据WHERE子句中的条件对记录行进行筛选，排除不满足条件的行。
GROUP BY：
- 如果查询中包含了GROUP BY子句，则数据库会将筛选后的结果集按照指定的列进行分组。分组操作通常与聚合函数（如COUNT、SUM、AVG等）一起使用，以便对每个分组进行统计计算。
使用聚集函数进行计算：
- 在分组之后，数据库会对每个分组应用聚合函数进行计算，得到每个分组的统计信息。
HAVING：
- HAVING子句用于对分组后的结果进行过滤。与WHERE子句不同，HAVING可以在过滤条件中使用聚合函数。
计算所有的表达式：
- 在此阶段，数据库会计算SELECT列表中指定的所有表达式，包括算术表达式、字符串函数等。
SELECT的字段：
- 根据SELECT子句指定的列或表达式，从前面的结果集中选择最终的输出列。
DISTINCT（如果指定了）：
- 如果在SELECT语句中使用了DISTINCT关键字，则数据库会对结果集进行去重操作，确保每个输出行都是唯一的。
ORDER BY：
- 最后，如果查询中包含了ORDER BY子句，则数据库会根据指定的列对结果集进行排序。排序可以是升序（ASC）或降序（DESC）。
LIMIT/OFFSET（如果指定了）：
- 如果查询中包含了LIMIT子句（可能还伴随着OFFSET子句），则数据库会限制返回的记录数，并可能跳过一定数量的记录。

需要注意的是，虽然这个顺序描述了数据库内部处理SQL语句的方式，但在编写SQL语句时，我们仍然应该按照逻辑顺序来书写，即先指定数据源（FROM/JOIN），然后设置筛选条件（WHERE），接着进行分组和聚合（GROUP BY、聚合函数），最后选择输出列（SELECT）和排序（ORDER BY）。这样做有助于保持SQL语句的清晰和可读性。

SQL 语句执行原理

SELECT 是先执行 FROM 这一步的。在这个阶段，如果是多张表联查，还会经历下面的几个步骤：

首先先通过 CROSS JOIN 求笛卡尔积，相当于得到虚拟表 vt（virtual table）1-1；
通过 ON 进行筛选，在虚拟表 vt1-1 的基础上进行筛选，得到虚拟表 vt1-2；
添加外部行。如果我们使用的是左连接、右链接或者全连接，就会涉及到外部行，也就是在虚拟表 vt1-2 的基础上增加外部行，得到虚拟表 vt1-3。

当然如果我们操作的是两张以上的表，还会重复上面的步骤，直到所有表都被处理完为止。这个过程得到是我们的原始数据。

当我们拿到了查询数据表的原始数据，也就是最终的虚拟表 vt1，就可以在此基础上再进行 WHERE 阶段。在这个阶段中，会根据 vt1 表的结果进行筛选过滤，得到虚拟表 vt2。

然后进入第三步和第四步，也就是 GROUP 和 HAVING 阶段。在这个阶段中，实际上是在虚拟表 vt2 的基础上进行分组和分组过滤，得到中间的虚拟表 vt3 和 vt4。

当我们完成了条件筛选部分之后，就可以筛选表中提取的字段，也就是进入到 SELECT 和 DISTINCT 阶段。

首先在 SELECT 阶段会提取想要的字段，然后在 DISTINCT 阶段过滤掉重复的行，分别得到中间的虚拟表 vt5-1 和 vt5-2。

当我们提取了想要的字段数据之后，就可以按照指定的字段进行排序，也就是 ORDER BY 阶段，得到虚拟表 vt6。

最后在 vt6 的基础上，取出指定行的记录，也就是 LIMIT 阶段，得到最终的结果，对应的是虚拟表 vt7。

当然我们在写 SELECT 语句的时候，不一定存在所有的关键字，相应的阶段就会省略。

同时因为 SQL 是一门类似英语的结构化查询语言，所以我们在写 SELECT 语句的时候，还要注意相应的关键字顺序，所谓底层运行的原理，就是我们刚才讲到的执行顺序。