神奇的 SQL 之團結的力量 → JOIN

前言

　　開心一刻

　 　　閨蜜家暴富，買了一棟大別野，喊我去吃飯，菜挺豐盛的，筷子有些不給力，銀筷子，好重，我說換個竹子的，閨蜜說，這種銀筷子我家總共才五雙，只有貴賓才能用~我咬着牙享受着貴賓待遇，終於，在第三次夾蝦排滑落盤子時，我爆發了：去它喵的貴賓，我要蝦排……不是……我要竹筷子！

鏈接

　　簡單來講，就是將其餘表中的列添加過來，進行"添加列"的運算，以下圖所示。

　　爲何須要進行"添加列"的操做 了？ 由於咱們在設計數據庫的時候，每每須要知足範式（具體知足範式幾，沒法一律而論，這裏不作細究），會致使咱們某個需求的所有列分散在不一樣的表中，因此爲了知足需求，咱們須要將某些表的列進行鏈接。咱們來看個簡單例子，假如咱們有兩張表（t_user，t_login_log）：

DROP TABLE IF EXISTS t_user;
CREATE TABLE t_user (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用戶名',
  sex TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '性別, 1:男，0:女',
  age TINYINT(3) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '年齡',
  phone_number VARCHAR(11) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '電話號碼',
  email VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '電子郵箱',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '建立時間',
  update_time datetime NOT NULL COMMENT '更新時間',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='用戶表';

DROP TABLE IF EXISTS t_login_log;
CREATE TABLE t_login_log (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用戶名',
  ip VARCHAR(15) NOT NULL COMMENT '登陸IP',
  client TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '登陸端, 1:android, 2:ios, 3:PC, 4:H5',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '建立時間',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='登陸日誌';

INSERT INTO t_user(user_name, sex, age, phone_number,email,create_time,update_time) VALUES
('Bruce Lee', 1, 32, '15174480987', 'brucelee@126.com', NOW(), NOW()),
('Jackie Chan', 1, 65, '15174481234', 'JackieChan@126.com', NOW(), NOW()),
('Jet Li', 1, 56, '15174481245', 'JetLi@126.com', NOW(), NOW()),
('Jack Ma', 1, 55, '15174481256', 'JackMa@126.com', NOW(), NOW()),
('Pony', 1, 48, '15174481278', 'Pony@126.com', NOW(), NOW()),
('Robin Li', 1, 51, '15174481290', 'RobinLi@126.com', NOW(), NOW());

INSERT INTO t_login_log(user_name, ip, client, create_time) VALUES
('Jackie Chan', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 12:23:45'),
('Jackie Chan', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 22:23:45'),
('Jet Li', '10.53.56.12',1, '2018-08-12 22:23:45'),
('Jet Li', '10.53.56.12',1, '2019-10-19 10:23:45'),
('Jack Ma', '198.11.132.198',2, '2018-05-12 22:23:45'),
('Jack Ma', '198.11.132.198',2, '2018-11-11 22:23:45'),
('Jack Ma', '198.11.132.198',2, '2019-06-18 22:23:45'),
('Robin Li', '220.181.38.148',3, '2019-10-21 09:45:56'),
('Robin Li', '220.181.38.148',3, '2019-10-26 22:23:45'),
('Pony', '104.69.160.60',4, '2019-10-12 10:23:45'),
('Pony', '104.69.160.60',4, '2019-10-15 20:23:45');

View Code

　　若是咱們須要展現以下列表（需求：展現用戶列表，並顯示其最近登陸時間、最近登陸 IP），那麼就須要 t_user 和 t_login_log 連表查了

　　鏈接的類型有不少種，細分以下圖

交叉鏈接

　　講交叉鏈接以前了，咱們先來看看笛卡爾積，假設咱們兩個集合，集合A={a, b}，集合B={0, 1, 2}，則A與B的笛卡爾積爲{(a, 0), (a, 1), (a, 2), (b, 0), (b, 1), (b, 2)}，表示爲AxB，也就是集合A中的任一元素與集合B的每一個元素組合後的新集合則爲A與B的笛卡爾積（AxB）。數學上的笛卡爾積反映到數據庫中就是交叉鏈接（CROSS JOIN），結合上述的案例以下：

SELECT * FROM t_user CROSS JOIN t_login_log;

-- 與 CROSS JOIN 獲得的結果相同
-- 過期的寫法，不符合 SQL標準，能讀懂就好，不推薦使用
SELECT * FROM t_user, t_login_log;

　　t_user 中有 6 條記錄， t_login_log 中有 11 條記錄，t_user CROSS JOIN t_login_log 的結果是 66（ 6 乘以 11） 條記錄

　　交叉鏈接就是對兩張表中的所有記錄進行交叉組合，所以其結果是兩張表的乘積，這也是爲何交叉鏈接沒法使用內鏈接或外鏈接中所使用的 ON 子句的緣由。交叉鏈接基本不會應用到實際業務之中，緣由有兩個，一是其結果沒有實用價值，二是結果行數太多，須要花費大量的運算時間和硬件資源。雖然說交叉鏈接的實際使用場景幾乎沒有，但仍是有它的理論價值的，交叉鏈接是其餘全部鏈接運算的基礎，內鏈接是交叉鏈接的一部分，其結果是交叉鏈接的一部分（子集），外鏈接有點特殊，其結果包含交叉鏈接以外的內容；更多詳情，咱們接着往下看。

內鏈接

　　只返回兩張表匹配的記錄，就叫內鏈接，直觀的表現就是關鍵字：INNER JOIN ... ON，ON 表示兩張錶鏈接所使用的列（鏈接鍵）；而內鏈接中又屬等值鏈接最經常使用

　　等值鏈接

　　　　簡單點來講，就是鏈接鍵相等

-- 等值鏈接
SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

-- INNER JOIN 能夠簡寫成 JOIN
SELECT * FROM t_user tu JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

-- 不加鏈接鍵, 結果與 CROSS JOIN 同樣
SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl

　　　　等值鏈接的結果中，每一條記錄的鏈接鍵的列的值是想等的，如上圖中的 user_name 和 user_name1（爲了區別於第一個user_name，數據庫系統自動取的別名，咱們能夠顯示的指定）

　　不等值鏈接

　　　　鏈接鍵的比較謂詞除了 = 以外的全部狀況，好比 >、<、<>（!=）；不等值鏈接使用場景比較少，反正我在實際工做中幾乎沒用到過

SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name <> ttl.user_name;
SELECT * FROM t_user tu INNER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name > ttl.user_name;

　　天然鏈接

　　　　不須要指定鏈接條件，數據庫系統會自動用相同的字段做爲鏈接鍵，直觀的表現就是關鍵字：NATURAL JOIN，NATURAL LEFT JOIN、NATURAL RIGHT JOIN；

　　　　鏈接鍵不直觀，須要去看兩張表中相同的字段有哪些；對於天然鏈接，瞭解便可，不推薦使用，反正我工做這麼久，一次都沒用過。

外鏈接

　　外鏈接的使用方式與內鏈接同樣，也是經過 ON 使用鏈接鍵將兩張錶鏈接，從結果中獲取咱們想要的數據，可是返回的結果與內鏈接有區別，具體咱們往下看

　　左鏈接

　　　　返回匹配的記錄，以及左表多餘的記錄，關鍵字：LEFT JOIN（LEFT OUTER JOIN 的簡寫）

SELECT * FROM t_user tu LEFT OUTER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;
-- LEFT JOIN 是 LEFT OUTER JOIN 的簡寫
SELECT * FROM t_user tu LEFT JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　　　上圖中，前 11 條記錄是匹配的記錄，而第 12 條是不匹配、左表的記錄

　　右鏈接

　　　　返回匹配的記錄，以及表 B 多餘的記錄，關鍵字：RIGHT JOIN（RIGHT OUTER JOIN 的簡寫）

SELECT * FROM t_login_log ttl RIGHT OUTER JOIN t_user tu ON tu.user_name = ttl.user_name;
-- RIGHT JOIN 是 RIGHT OUTER JOIN 的簡寫
SELECT * FROM t_login_log ttl RIGHT JOIN t_user tu ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　　　因爲咱們習慣了從左往右（閱讀方式、寫做方式），所以在實際項目中，基本上用的都是左鏈接

　　全鏈接

　　　　返回匹配的記錄，以及左表和右表各自的多餘記錄，關鍵字：FULL JOIN （FULL OUTER JOIN 的簡寫）

SELECT * FROM t_user tu FULL OUTER JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;
-- FULL JOIN 是 FULL OUTER JOIN 的簡寫
SELECT * FROM t_user tu FULL JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　　　注意：MySQL 不支持 全鏈接，咱們能夠經過 左鏈接、右鏈接以後，再 UNION 來實現全鏈接

自鏈接

　　一張表，本身鏈接本身，簡單點來理解就是，左表、右表是同一張表；鏈接方式能夠是內鏈接、也能夠是外鏈接

　　更多詳情你們能夠去看：項目上線後，談一下感觸比較深的一點：查詢優化

需求：展現用戶列表，並顯示最近登陸時間、最近登陸 IP

　　對於此需求，你們會如何來寫這個 SQL ？ 也許你們很容易想到左鏈接，以下所示

SELECT * FROM t_user tu LEFT JOIN t_login_log ttl ON tu.user_name = ttl.user_name;

　　可結果以下：

　　顯示的是每一個用戶的全部登陸日誌，不是咱們想要的結果；緣由是 t_user 中的一條記錄在 t_login_log 對應的記錄有多種狀況：0 條對應、1 條對應、多條對應，那這個 SQL 要怎麼寫呢，方式有多種，不侷限於以下實現

-- 一、鏈接配合子查詢，注意 Bruce Lee 從未登錄過
SELECT tu.user_name, tu.sex,tu.age, tu.phone_number,tu.email,tll.create_time,tll.ip 
FROM t_user tu LEFT JOIN t_login_log tll ON tu.user_name = tll.user_name
WHERE tll.id = (SELECT MAX(id) FROM t_login_log WHERE user_name = tu.user_name) OR tll.user_name IS NULL;

-- 二、t_login_log分組統計出各個用戶的最近一次登陸信息後，再與 t_user 聯表
SELECT tu.user_name, tu.sex,tu.age, tu.phone_number,tu.email,tll.create_time,tll.ip 
FROM t_user tu LEFT JOIN (
    SELECT tb.* FROM(
        SELECT user_name, MAX(id) id FROM t_login_log GROUP BY user_name
    ) ta LEFT JOIN t_login_log tb ON ta.id = tb.id
) tll ON tu.user_name = tll.user_name;

　　具體的實現還得結合具體的業務和需求來實現，那樣才能寫出高效的 SQL；另外結合執行計劃來創建合適的索引。總之，沒有一成不變的、通用的高效 SQL，結合具體的業務才能寫出最合適的 SQL。

總結

　　一、鏈接的描述方式

　　　　經常使用的維恩圖，描述以下

　　　　維恩圖描述有他的優點，但它很差表示交叉鏈接，同時容易讓人誤解成 SQL 中的集合操做；這裏推薦另一種描述方式，我以爲描述的更準確

　　　　CROSS JOIN

 　　　　經常使用 JOIN

 　　　　上圖中，顏色表示匹配關係，顏色相同表示匹配。返回結果中，若是另外一張表沒有匹配的記錄，則用 null 填充， 在上圖中則表示爲空白。

　　二、鏈接中 ON 指定鏈接鍵，鏈接鍵能夠指定多個，而 WHERE  仍是平時的做用，用來指定過濾條件；不推薦將鏈接鍵放於 WHERE 後；

　　三、實際工做中，用的最多的是 左鏈接 和 等值鏈接，其餘的用的特別少

參考

　　《SQL基礎教程》

　　《SQL進階教程》