【MySQL—SQL编程】SQL基础

查询处理

SQL语言不同于其他编程语言，最明显的不同体现在处理代码的顺序上。在大多数编程语言中，代码按编码顺序被处理。但在SQL语言中，第一个被处理的子句总是FROM子句。下图显示了逻辑查询处理的顺序以及步骤的序号。

可以看到一共有11个步骤，最先执行的是FROM操作，最后执行的是LIMIT操作。每个操作都会产生一张虚拟表，该虚拟表作为一个处理的输入。这些虚拟表对用户是透明的，只有最后一步生成的虚拟表才会返回给用户。如果没有在查询中指定某一子句，则将跳过相应的步骤。

我们来具体分析查询处理的各个阶段：

1. FROM： 对FROM子句中的左表<left_table>和右表<right_table>执行笛卡儿积（Cartesian product），产生虚拟表VT1。
2. ON： 对虚拟表VT1应用ON筛选，只有那些符合<join_condition>的行才被插入虚拟表VT2中。
3. JOIN：如果指定了OUTER JOIN（如LEFT OUTER JOIN、RIGHT OUTERJOIN），那么保留表中未匹配的行作为外部行添加到虚拟表VT2中，产生虚拟表VT3。如果FROM子句包含两个以上表，则对上一个连接生成的结果表VT3和下一个表重复执行步骤1）～步骤3），直到处理完所有的表为止。
4. WHERE：对虚拟表VT3应用WHERE过滤条件，只有符合<where_condition>的记录才被插入虚拟表VT4中。
5. GROUP BY：根据GROUP BY子句中的列，对VT4中的记录进行分组操作，产生VT5。
6. CUBE | ROLLUP：对表VT5进行CUBE或ROLLUP操作，产生表VT6。
7. HAVING：对虚拟表VT6应用HAVING过滤器，只有符合<having_condition>的记录才被插入虚拟表VT7中。
8. SELECT：第二次执行SELECT操作，选择指定的列，插入到虚拟表VT8中。
9. DISTINCT：去除重复数据，产生虚拟表VT9。
10. ORDER BY：将虚拟表VT9中的记录按照<order_by_list>进行排序操作，产生虚拟表VT10。
11. LIMIT：取出指定行的记录，产生虚拟表VT11，并返回给查询用户。

值得一提的是，如果想要按顺序选择数据，那么必须要应用ORDER BY子句，因为数据并非总是按照主键顺序进行排序的，不要为表中的行假定任何特定的顺序。

这是因为关系数据库是在数学的基础上发展起来的，关系对应于数学中集合的概念。数据库中常见的查询操作其实对应的是集合的某些运算：选择、投影、连接、并、交、差、除。最终的结果虽然是以一张二维表的方式呈现在用户面前，但是从数据库内部来看是一系列的集合操作。因此，对于表中的记录，用户需要以集合的思想来理解。而集合是无序的。

排序是需要一定成本的，我们可以通过变量来查看数据库的排序操作：

SHOW STATUS LIKE '%sort%'\G

我们可以从变量Sort_scan和Sort_rows来获取排序的扫描次数和扫描行数等信息。在实际的生产环境中，需要观察这些变量，判断是否可以通过添加索引来避免额外的排序开销。