mysql 執行sql語句執行問題


 SQL是一套標准,全稱結構化查詢語言,是用來完成和數據庫之間的通信的編程語言,SQL語言是腳本語言,直接運行在數據庫上。同時,SQL語句與數據在數據庫上的存儲方式無關,只是不同的數據庫對於同一條SQL語句的底層實現不同罷了,但結果相同。這有點類似於java中接口的作用,一個接口可以有不同的實現類,不同的實現類對於接口中方法的實現方式可以不同,結果可以相同。這里SQL語言的作用就類似於java中的接口,數據庫就類似於java中接口的實現類,SQL語句就類似於java接口中的方法。不同的是java中接口的不同實現類對於接口中方法的執行結果可以相同,也可以不同,而不同的數據庫對於同一條SQL語句的執行是相同的。(這里只是做一個類比,方便我們理解)

  一般情況下,大部分SQL語句在不同的數據庫上是通用的,但我們知道每個數據庫都有自己獨有的特性,像在MySql數據庫中,可以使用substr(取字符串),trim(去空格),ifnull(空值處理函數),還可以使用limit語句對數據庫表進行截取,但這些都是oracle數據庫沒有的。(類比接口實現類中,實現類獨有的方法,而接口中沒有的)

  這里簡單介紹一下mysql數據庫,mysql數據庫是一款關系型數據庫,所謂關系型數據庫就是以二維表的形式存儲數據,使用行和列方便我們對數據的增刪改查。

  這篇博客,我們以mysql數據庫為例,對一條sql語句的執行流程進行分析。(本篇博客不涉及到表連接)

  首先,創建一張student表,字段有自增主鍵id,學生姓名name,學科subject,成績grade

  建表語句:

復制代碼
DROP TABLE IF EXISTS student;
CREATE TABLE `student` (
  `id` int(5) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(10) DEFAULT NULL,
  `subject` varchar(10) DEFAULT NULL,
  `grade` double(4,1) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=40 DEFAULT CHARSET=utf8;
復制代碼

  初始化數據:

復制代碼
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('aom','語文',88);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('aom','數學',99);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('aom','外語',55);

INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('jack','語文',67);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('jack','數學',44);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('jack','外語',55);

INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('susan','語文',56);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('susan','數學',35);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('susan','外語',77);

INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('alice','語文',88);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('alice','數學',77);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('alice','外語',100);

INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('rajo','語文',33);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('rajo','數學',55);
INSERT INTO student(`name`,`subject`,grade)VALUES('rajo','外語',55);
復制代碼

下面我們來看一下,數據在數據庫中的存儲形式。

  (圖1.0)

現在針對這張student表中的數據提出一個問題:要求查詢出掛科數目多於兩門(包含兩門)的前兩名學生的姓名,如果掛科數目相同按學生姓名升序排列。

下面是這條查詢的sql語句

SELECT `name`,COUNT(`name`) AS num FROM student WHERE grade < 60 GROUP BY `name` HAVING num >= 2 ORDER BY num DESC,`name` ASC LIMIT 0,2;

執行結果:

  圖(1.1)

以上這條sql語句基本上概括了單表查詢中所有要注意的點,那么我們就以這條sql為例來分析一下一條語句的執行流程。

1,一條查詢的sql語句先執行的是 FROM student 負責把數據庫的表文件加載到內存中去,如圖1.0中所示。(mysql數據庫在計算機上也是一個進程,cpu會給該進程分配一塊內存空間,在計算機‘服務’中可以看到,該進程的狀態)

  圖(1.2)

2,WHERE grade < 60,會把(圖1.0)所示表中的數據進行過濾,取出符合條件的記錄行,生成一張臨時表,如下圖所示。

  圖(1.3)

 

3,GROUP BY `name`會把圖(1.3)的臨時表切分成若干臨時表,我們用下圖來表示內存中這個切分的過程。

                

  圖(1.4)              圖(1.5)               圖(1.6)              圖(1.7)

4,SELECT 的執行讀取規則分為sql語句中有無GROUP BY兩種情況。

  (1)當沒有GROUP BY時,SELECT 會根據后面的字段名稱對內存中的一張臨時表整列讀取。

  (2)當查詢sql中有GROUP BY時,會對內存中的若干臨時表分別執行SELECT,而且只取各臨時表中的第一條記錄,然后再形成新的臨時表。這就決定了查詢sql使用GROUP BY的場景下,SELECT后面跟的一般是參與分組的字段和聚合函數,否則查詢出的數據要是情況而定。另外聚合函數中的字段可以是表中的任意字段,需要注意的是聚合函數會自動忽略空值。

  我們還是以本例中的查詢sql來分析,現在內存中有四張被GROUP BY `name`切分成的臨時表,我們分別取名為 tempTable1,tempTable2,tempTable3,tempTable4分別對應圖(1.4)、圖(1.5)、圖(1.6),圖(1.7)下面寫四條"偽SQL"來說明這個查詢過程。

SELECT `name`,COUNT(`name`) AS num FROM tempTable1;
SELECT `name`,COUNT(`name`) AS num FROM tempTable2;
SELECT `name`,COUNT(`name`) AS num FROM tempTable3;
SELECT `name`,COUNT(`name`) AS num FROM tempTable4;

最后再次成新的臨時表,如下圖:

  圖(1.8)

5,HAVING num >= 2對上圖所示臨時表中的數據再次過濾,與WHERE語句不同的是HAVING 用在GROUP BY之后,WHERE是對FROM student從數據庫表文件加載到內存中的原生數據過濾,而HAVING 是對SELECT 語句執行之后的臨時表中的數據過濾,所以說column AS otherName ,otherName這樣的字段在WHERE后不能使用,但在HAVING 后可以使用。但HAVING的后使用的字段只能是SELECT 后的字段,SELECT后沒有的字段HAVING之后不能使用。HAVING num >= 2語句執行之后生成一張臨時表,如下:

   圖(1.9)

6,ORDER BY num DESC,`name` ASC對以上的臨時表按照num,name進行排序。

7,LIMIT 0,2取排序后的前兩個。

以上就是一條sql的執行過程,同時我們在書寫查詢sql的時候應當遵守以下順序。

SELECT XXX FROM XXX WHERE XXX GROUP BY XXX HAVING XXX ORDER BY XXX LIMIT XXX;

 

  最后說一點,我們作為程序員,研究問題還是要仔細深入一點的。當你對原理了解的有夠透徹,開發起來也就得心應手了,很多開發中的問題和疑惑也就迎刃而解了,而且在面對其他問題的時候也可做到觸類旁通。當然在開發中沒有太多的時間讓你去研究原理,開發中要以實現功能為前提,可等項目上線的后,你有大把的時間或者空余的時間,你大可去刨根問底,深入的去研究一項技術,為覺得這對一名程序員的成長是很重要的事情。

 


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