mysql（1）—— 詳解一條sql語句的執行過程

　　SQL是一套標準，全稱結構化查詢語言，是用來完成和數據庫之間的通訊的編程語言，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，只是不一樣的數據庫對於同一條SQL語句的底層實現不一樣罷了，但結果相同。這有點相似於java中接口的做用，一個接口能夠有不一樣的實現類，不一樣的實現類對於接口中方法的實現方式能夠不一樣，結果能夠相同。這裏SQL語言的做用就相似於java中的接口，數據庫就相似於java中接口的實現類，SQL語句就相似於java接口中的方法。不一樣的是java中接口的不一樣實現類對於接口中方法的執行結果能夠相同，也能夠不一樣，而不一樣的數據庫對於同一條SQL語句的執行是相同的。（這裏只是作一個類比，方便咱們理解）

　　通常狀況下，大部分SQL語句在不一樣的數據庫上是通用的，但咱們知道每一個數據庫都有本身獨有的特性，像在MySql數據庫中，可使用substr(取字符串)，trim(去空格)，ifnull(空值處理函數)，還可使用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）

　　這裏簡單介紹一下mysql數據庫，mysql數據庫是一款關係型數據庫，所謂關係型數據庫就是以二維表的形式存儲數據，使用行和列方便咱們對數據的增刪改查。

　　這篇博客，咱們以mysql數據庫爲例，對一條sql語句的執行流程進行分析。（本篇博客不涉及到錶鏈接）

　　首先，建立一張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：

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;

　　初始化數據：

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);

下面咱們來看一下，數據在數據庫中的存儲形式。

　　（圖1.0）

如今針對這張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，若是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語句基本上歸納了單表查詢中全部要注意的點，那麼咱們就以這條sql爲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’中能夠看到，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，以下圖所示。

　　圖（1.3）

 

3，GROUP BY `name`會把圖（1.3）的臨時表切分紅若干臨時表，咱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 的執行讀取規則分爲sql語句中有無GROUP BY兩種狀況。

　　（1）當沒有GROUP BY時，SELECT 會根據後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，並且只取各臨時表中的第一條記錄，而後再造成新的臨時表。這就決定了查詢sql使用GROUP BY的場景下，SELECT後面跟的通常是參與分組的字段和聚合函數，不然查詢出的數據要是狀況而定。另外聚合函數中的字段能夠是表中的任意字段，須要注意的是聚合函數會自動忽略空值。

　　咱們仍是以本例中的查詢sql來分析，如今內存中有四張被GROUP BY `name`切分紅的臨時表，咱們分別取名爲 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"僞SQL"來講明這個查詢過程。

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;

最後再次成新的臨時表，以下圖：

　　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語句不一樣的是HAVING 用在GROUP BY以後，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 語句執行以後的臨時表中的數據過濾，因此說column AS otherName ,otherName這樣的字段在WHERE後不能使用，但在HAVING 後可使用。但HAVING的後使用的字段只能是SELECT 後的字段，SELECT後沒有的字段HAVING以後不能使用。HAVING num >= 2語句執行以後生成一張臨時表，以下：

 　　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取排序後的前兩個。

以上就是一條sql的執行過程，同時咱們在書寫查詢sql的時候應當遵照如下順序。

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

 

　　最後說一點，咱們做爲程序員，研究問題仍是要仔細深刻一點的。當你對原理了解的有夠透徹，開發起來也就駕輕就熟了，不少開發中的問題和疑惑也就迎刃而解了，並且在面對其餘問題的時候也可作到舉一反三。固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爲前提，可等項目上線的後，你有大把的時間或者空餘的時間，你大可去刨根問底，深刻的去研究一項技術，爲以爲這對一名程序員的成長是很重要的事情。