对数据库MySQL中的JOIN详解

对数据库MySQL中的JOIN详解

0 索引

JOIN语句的执行顺序INNER/LEFT/RIGHT/FULL JOIN的区别ON和WHERE的区别

1 概述

一个完整的SQL语句中会被拆分成多个子句，子句的执行过程中会产生虚拟表(vt)，但是结果只返回***一张虚拟表。从这个思路出发，我们试着理解一下JOIN查询的执行过程并解答一些常见的问题。

如果之前对不同JOIN的执行结果没有概念，可以结合这篇文章往下看

2 JOIN的执行顺序

以下是JOIN查询的通用结构

SELECT      FROM         JOIN         ON            WHERE 

它的执行顺序如下(SQL语句里***个被执行的总是FROM子句)：

FROM:对左右两张表执行笛卡尔积，产生***张表vt1。行数为n*m（n为左表的行数，m为右表的行数ON:根据ON的条件逐行筛选vt1，将结果插入vt2中JOIN:添加外部行，如果指定了LEFT JOIN(LEFT OUTER JOIN)，则先遍历一遍左表的每一行，其中不在vt2的行会被插入到vt2，该行的剩余字段将被填充为NULL，形成vt3；如果指定了RIGHT JOIN也是同理。但如果指定的是INNER JOIN，则不会添加外部行，上述插入过程被忽略，vt2=vt3（所以INNER JOIN的过滤条件放在ON或WHERE里 执行结果是没有区别的，下文会细说）WHERE:对vt3进行条件过滤，满足条件的行被输出到vt4SELECT:取出vt4的指定字段到vt5

下面用一个例子介绍一下上述联表的过程（这个例子不是个好的实践，只是为了说明join语法）

3 举例

创建一个用户信息表：

CREATE TABLE `user_info` (    `userid` int(11) NOT NULL,    `name` varchar(255) NOT NULL,    UNIQUE `userid` (`userid`)  ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4

再创建一个用户余额表：

CREATE TABLE `user_account` (    `userid` int(11) NOT NULL,    `money` bigint(20) NOT NULL,   UNIQUE `userid` (`userid`)  ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4

随便导入一些数据：

select * from user_info;  +--------+------+  | userid | name |  +--------+------+  |   1001 | x    |  |   1002 | y    |  |   1003 | z    |  |   1004 | a    |  |   1005 | b    |  |   1006 | c    |  |   1007 | d    |  |   1008 | e    |  +--------+------+  8 rows in set (0.00 sec)   select * from user_account;  +--------+-------+  | userid | money |  +--------+-------+  |   1001 |    22 |  |   1002 |    30 |  |   1003 |     8 |  |   1009 |    11 |  +--------+-------+  4 rows in set (0.00 sec)

一共8个用户有用户名，4个用户的账户有余额。

取出userid为1003的用户姓名和余额，SQL如下：

SELECT i.name, a.money     FROM user_info as i       LEFT JOIN user_account as a         ON i.userid = a.userid           WHERE a.userid = 1003;

***步：执行FROM子句对两张表进行笛卡尔积操作

笛卡尔积操作后会返回两张表中所有行的组合，左表user_info有8行，右表user_account有4行，生成的虚拟表vt1就是8*4=32行：

SELECT * FROM user_info as i LEFT JOIN user_account as a ON 1;  +--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1001 |    22 |  |   1003 | z    |   1001 |    22 |  |   1004 | a    |   1001 |    22 |  |   1005 | b    |   1001 |    22 |  |   1006 | c    |   1001 |    22 | |   1007 | d    |   1001 |    22 |  |   1008 | e    |   1001 |    22 |  |   1001 | x    |   1002 |    30 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1002 |    30 |  |   1004 | a    |   1002 |    30 |  |   1005 | b    |   1002 |    30 |  |   1006 | c    |   1002 |    30 |  |   1007 | d    |   1002 |    30 |  |   1008 | e    |   1002 |    30 |  |   1001 | x    |   1003 |     8 |  |   1002 | y    |   1003 |     8 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  |   1004 | a    |   1003 |     8 |  |   1005 | b    |   1003 |     8 |  |   1006 | c    |   1003 |     8 |  |   1007 | d    |   1003 |     8 |  |   1008 | e    |   1003 |     8 |  |   1001 | x    |   1009 |    11 |  |   1002 | y    |   1009 |    11 |  |   1003 | z    |   1009 |    11 |  |   1004 | a    |   1009 |    11 | |   1005 | b    |   1009 |    11 |  |   1006 | c    |   1009 |    11 |  |   1007 | d    |   1009 |    11 |  |   1008 | e    |   1009 |    11 |  +--------+------+--------+-------+  32 rows in set (0.00 sec)

第二步：执行ON子句过滤掉不满足条件的行

ON i.userid = a.userid 过滤之后vt2如下：

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+

第三步：JOIN 添加外部行

LEFT JOIN会将左表未出现在vt2的行插入进vt2，每一行的剩余字段将被填充为NULL，RIGHT JOIN同理

本例中用的是LEFT JOIN，所以会将左表user_info剩下的行都添上 生成表vt3：

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  |   1004 | a    |   NULL |  NULL |  |   1005 | b    |   NULL |  NULL |  |   1006 | c    |   NULL |  NULL |  |   1007 | d    |   NULL |  NULL |  |   1008 | e    |   NULL |  NULL |  +--------+------+--------+-------+

第四步：WHERE条件过滤

WHERE a.userid = 1003 生成表vt4：

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+

第五步：SELECT

SELECT i.name, a.money 生成vt5：

+------+-------+  | name | money |  +------+-------+  | z    |     8 |  +------+-------+

虚拟表vt5作为最终结果返回给客户端

介绍完联表的过程之后，我们看看常用JOIN的区别

4 INNER/LEFT/RIGHT/FULL JOIN的区别

INNER JOIN...ON...: 返回 左右表互相匹配的所有行（因为只执行上文的第二步ON过滤，不执行第三步 添加外部行）LEFT JOIN...ON...: 返回左表的所有行，若某些行在右表里没有相对应的匹配行，则将右表的列在新表中置为NULLRIGHT JOIN...ON...: 返回右表的所有行，若某些行在左表里没有相对应的匹配行，则将左表的列在新表中置为NULL

INNER JOIN

拿上文的第三步添加外部行来举例，若LEFT JOIN替换成INNER JOIN，则会跳过这一步，生成的表vt3与vt2一模一样：

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+

RIGHT JOIN

若LEFT JOIN替换成RIGHT JOIN，则生成的表vt3如下：

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  |   NULL | NULL |   1009 |    11 |  +--------+------+--------+-------+

因为user_account（右表）里存在userid=1009这一行，而user_info（左表）里却找不到这一行的记录，所以会在第三步插入以下一行：

| NULL | NULL | 1009 | 11 |

FULL JOIN

上文引用的文章中提到了标准SQL定义的FULL JOIN，这在mysql里是不支持的，不过我们可以通过LEFT JOIN + UNION + RIGHT JOIN 来实现FULL JOIN：

SELECT *     FROM user_info as i       RIGHT JOIN user_account as a         ON a.userid=i.userid  union   SELECT *     FROM user_info as i       LEFT JOIN user_account as a         ON a.userid=i.userid;

他会返回如下结果：

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  |   NULL | NULL |   1009 |    11 |  |   1004 | a    |   NULL |  NULL |  |   1005 | b    |   NULL |  NULL |  |   1006 | c    |   NULL |  NULL |  |   1007 | d    |   NULL |  NULL |  |   1008 | e    |   NULL |  NULL |  +--------+------+--------+-------+

ps：其实我们从语义上就能看出LEFT JOIN和RIGHT JOIN没什么差别，两者的结果差异取决于左右表的放置顺序，以下内容摘自mysql官方文档：

所以当你纠结使用LEFT JOIN还是RIGHT JOIN时，尽可能只使用LEFT JOIN吧

5 ON和WHERE的区别

上文把JOIN的执行顺序了解清楚之后，ON和WHERE的区别也就很好理解了。

举例说明:

SELECT *     FROM user_info as i      LEFT JOIN user_account as a        ON i.userid = a.userid and i.userid = 1003;    SELECT *     FROM user_info as i      LEFT JOIN user_account as a        ON i.userid = a.userid where i.userid = 1003;

***种情况LEFT JOIN在执行完第二步ON子句后，筛选出满足i.userid = a.userid and i.userid = 1003的行，生成表vt2，然后执行第三步JOIN子句，将外部行添加进虚拟表生成vt3即最终结果：

vt2:  +--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+  vt3:  +--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   NULL |  NULL |  |   1002 | y    |   NULL |  NULL |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  |   1004 | a    |   NULL |  NULL |  |   1005 | b    |   NULL |  NULL |  |   1006 | c    |   NULL |  NULL |  |   1007 | d    |   NULL |  NULL |  |   1008 | e    |   NULL |  NULL |  +--------+------+--------+-------+

而第二种情况LEFT JOIN在执行完第二步ON子句后，筛选出满足i.userid = a.userid的行，生成表vt2；再执行第三步JOIN子句添加外部行生成表vt3；然后执行第四步WHERE子句，再对vt3表进行过滤生成vt4，得的最终结果：

vt2:  +--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+  vt3:  +--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1001 | x    |   1001 |    22 |  |   1002 | y    |   1002 |    30 |  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  |   1004 | a    |   NULL |  NULL |  |   1005 | b    |   NULL |  NULL |  |   1006 | c    |   NULL |  NULL |  |   1007 | d    |   NULL |  NULL |  |   1008 | e    |   NULL |  NULL |  +--------+------+--------+-------+  vt4:  +--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+

如果将上例的LEFT JOIN替换成INNER JOIN，不论将条件过滤放到ON还是WHERE里，结果都是一样的，因为INNER JOIN不会执行第三步添加外部行

SELECT *     FROM user_info as i      INNER JOIN user_account as a        ON i.userid = a.userid and i.userid = 1003;   SELECT *     FROM user_info as i      INNER JOIN user_account as a        ON i.userid = a.userid where i.userid = 1003;

返回结果都是:

+--------+------+--------+-------+  | userid | name | userid | money |  +--------+------+--------+-------+  |   1003 | z    |   1003 |     8 |  +--------+------+--------+-------+

参考资料

《MySQL技术内幕：SQL编程》

SQL Joins - W3Schoolssql - What is the difference between “INNER JOIN” and “OUTER JOIN”?MySQL :: MySQL 8.0 Reference Manual :: 13.2.10.2 JOIN SyntaxVisual Representation of SQL JoinsJoin (SQL) - Wikipedia)

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