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MySQL里面的子查询

一、子查询定义

  定义:

  子查询允许把一个查询嵌套在另一个查询当中。

  子查询,又叫内部查询,相对于内部查询,包含内部查询的就称为外部查询

  子查询可以包含普通select可以包括的任何子句,比如:distinct、 group by、order by、limit、join和union等;但是对应的外部查询必须是以下语句之一:select、insert、update、delete、set或 者do。

  子查询的位置: 
    select 中、from 后、where 中.group by 和order by 中无实用意义。

二、子查询分类

  子查询分为如下几类: 
    1. 标量子查询:返回单一值的标量,最简单的形式。 
    2. 列子查询:返回的结果集是 N 行一列。 
    3. 行子查询:返回的结果集是一行 N 列。 
    4. 表子查询:返回的结果集是 N 行 N 列。 
  可以使用的操作符:= > < >= <= <> ANY IN SOME ALL EXISTS 

  一个子查询会返回一个标量(就一个值)、一个行、一个列或一个表,这些子查询称之为标量、行、列和表子查询。

  如果子查询返回一个标量值(就一个值),那么外部查询就可以使用:=、>、<、>=、<=和<>符号进行比较判断;如果子查询返回的不是一个标量值,而外部查询使用了比较符和子查询的结果进行了比较,那么就会抛出异常。

  1. 标量子查询:

    是指子查询返回的是单一值的标量,如一个数字或一个字符串,也是子查询中最简单的返回形式。 可以使用 = > < >= <= <> 这些操作符对子查询的标量结果进行比较,通常子查询的位置在比较式的右侧 
    示例:   

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SELECT * FROM article WHERE uid = (SELECT uid FROM user WHERE status=1 ORDER BY uid DESC LIMIT 1)
SELECT * FROM t1 WHERE column1 = (SELECT MAX(column2) FROM t2)
SELECT * FROM article AS t WHERE 2 = (SELECT COUNT(*) FROM article WHERE article.uid = t.uid)

   2. MySQL 列子查询:

    指子查询返回的结果集是 N 行一列,该结果通常来自对表的某个字段查询返回。 
    可以使用 = > < >= <= <> 这些操作符对子查询的标量结果进行比较,通常子查询的位置在比较式的右侧 
    可以使用 IN、ANY、SOME 和 ALL 操作符,不能直接使用 = > < >= <= <> 这些比较标量结果的操作符。 
    示例:

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SELECT * FROM article WHERE uid IN(SELECT uid FROM user WHERE status=1)
SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > ANY (SELECT s2 FROM table2)
SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > ALL (SELECT s2 FROM table2)


    NOT IN 是 <> ALL 的别名,二者相同。 
    特殊情况 
      如果 table2 为空表,则 ALL 后的结果为 TRUE; 
      如果子查询返回如 (0,NULL,1) 这种尽管 s1 比返回结果都大,但有空行的结果,则 ALL 后的结果为 UNKNOWN 。 
    注意:对于 table2 空表的情况,下面的语句均返回 NULL:

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SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > (SELECT s2 FROM table2)
SELECT s1 FROM table1 WHERE s1 > ALL (SELECT MAX(s1) FROM table2)

   3. MySQL 行子查询:

    指子查询返回的结果集是一行 N 列,该子查询的结果通常是对表的某行数据进行查询而返回的结果集。 
    例子:

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SELECT * FROM table1 WHERE (1,2) = (SELECT column1, column2 FROM table2)
注:(1,2) 等同于 row(1,2)
SELECT * FROM article WHERE (title,content,uid) = (SELECT title,content,uid FROM blog WHERE bid=2)

   4. MySQL 表子查询:

    指子查询返回的结果集是 N 行 N 列的一个表数据。 
    例子:

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SELECT * FROM article WHERE (title,content,uid) IN (SELECT title,content,uid FROM blog)

三、字查询例举

  1. ANY进行子查询

  any关键词的意思是“对于子查询返回的列中的任何一个数值,如果比较结果为TRUE,就返回TRUE”。

  好比“10 >any(11, 20, 2, 30)”,由于10>2,所以,该该判断会返回TRUE;只要10与集合中的任意一个进行比较,得到TRUE时,就会返回TRUE。  

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select table1.customer_id,city,count(order_id)
from table1 join table2
on table1.customer_id=table2.customer_id
where table1.customer_id<>'tx' and table1.customer_id<>'9you'
group by customer_id
having count(order_id) >
any (
select count(order_id)
from table2
where customer_id='tx' or customer_id='9you'
group by customer_id);

  any的意思比较好明白,直译就是任意一个,只要条件满足任意的一个,就返回TRUE。


  2. 使用IN进行子查询

  使用in进行子查询,这个我们在日常写sql的时候是经常遇到的。in的意思就是指定的一个值是否在这个集合中,如何在就返回TRUE;否则就返回FALSE了。

  in是“=any”的别名,在使用“=any”的地方,我们都可以使用“in”来进行替换。

  有了in,肯定就有了not in;not in并不是和<>any是同样的意思,not in和<>all是一个意思。


  3. 使用SOME进行子查询

  some是any的别名,用的比较少。
  

  4. 使用ALL进行子查询

  all必须与比较操作符一起使用。all的意思是“对于子查询返回的列中的所有值,如果比较结果为TRUE,则返回TRUE”。

  好比“10 >all(2, 4, 5, 1)”,由于10大于集合中的所有值,所以这条判断就返回TRUE;而如果为“10 >all(20, 3, 2, 1, 4)”,这样的话,由于10小于20,所以该判断就会返回FALSE。

  <>all的同义词是not in,表示不等于集合中的所有值,这个很容易和<>any搞混,平时多留点心就好了。


  5.标量子查询

  根据子查询返回值的数量,将子查询可以分为标量子查询和多值子查询。在使用比较符进行子查询时,就要求必须是标量子查询;如果是多值子查询时,使用比较符,就会抛出异常。


  6. 多值子查询

  与标量子查询对应的就是多值子查询了,多值子查询会返回一列、一行或者一个表,它们组成一个集合。我们一般使用的any、in、all和some等词,将外部查询与子查询的结果进行判断。如果将any、in、all和some等词与标量子查询,就会得到空的结果。

  7. 独立子查询

  独立子查询是不依赖外部查询而运行的子查询。什么叫依赖外部查询?先看下面两个sql语句。

  sql语句1:获得所有hangzhou顾客的订单号。 

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select order_id
from table2
where customer_id in
          (select customer_id
          from table1
          where city='hangzhou');

   sql语句2:获得城市为hangzhou,并且存在订单的用户。

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select *
from table1
where city='hangzhou' and exists
                (select *
                from table2
                where table1.customer_id=table2.customer_id);

  上面的两条sql语句,虽然例子举的有点不是很恰当,但是足以说明这里的问题了。

    对于sql语句1,我们将子查询单独复制出来,也是可以单独执行的,就是子查询与外部查询没有任何关系。

    对于sql语句2,我们将子查询单独复制出来,就无法单独执行了,由于sql语句2的子查询依赖外部查询的某些字段,这就导致子查询就依赖外部查询,就产生了相关性。

  对于子查询,很多时候都会考虑到效率的问题。当我们执行一个select语句时,可以加上explain关键字,用来查看查询类型,查询时使用的索引以及其它等等信息。比如这么用:

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explain select order_id
  from table2
  where customer_id in
            (select customer_id
            from table1
            where city='hangzhou');

   使用独立子查询,如果子查询部分对集合的最大遍历次数为n,外部查询的最大遍历次数为m时,我们可以记为:O(m+n)。而如果使用相关子查询,它的遍历 次数可能会达到O(m+m*n)。可以看到,效率就会成倍的下降;所以,大伙在使用子查询时,一定要考虑到子查询的相关性。

  8.相关子查询

  相关子查询是指引用了外部查询列的子查询,即子查询会对外部查询的每行进行一次计算。但是在MySQL的内部,会进行动态优化,会随着情况的不同会 有所不同。使用相关子查询是最容易出现性能的地方。而关于sql语句的优化,这又是一个非常大的话题了,只能通过实际的经验积累,才能更好的去理解如何进 行优化。

  9.EXISTS谓词

  EXISTS是一个非常牛叉的谓词,它允许数据库高效地检查指定查询是否产生某些行。根据子查询是否返回行,该谓词返回TRUE或FALSE。与其 它谓词和逻辑表达式不同的是,无论输入子查询是否返回行,EXISTS都不会返回UNKNOWN,对于EXISTS来说,UNKNOWN就是FALSE。 还是上面的语句,获得城市为hangzhou,并且存在订单的用户。

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select *
from table1
where city='hangzhou' and exists
                (select *
                from table2
                where table1.customer_id=table2.customer_id);

   

  关于IN和EXISTS的主要区别在于三值逻辑的判断上。EXISTS总是返回TRUE或FALSE,而对于IN,除了TRUE、FALSE值外, 还有可能对NULL值返回UNKNOWN。但是在过滤器中,UNKNOWN的处理方式与FALSE相同,因此使用IN与使用EXISTS一样,SQL优化 器会选择相同的执行计划。

  说到了IN和EXISTS几乎是一样的,但是,就不得不说到NOT IN和NOT EXISTS,对于输入列表中包含NULL值时,NOT EXISTS和NOT IN之间的差异就表现的非常大了。输入列表包含NULL值时,IN总是返回TRUE和UNKNOWN,因此NOT IN就会得到NOT TRUE和NOT UNKNOWN,即FALSE和UNKNOWN。

  10. 派生表

  上面也说到了,在子查询返回的值中,也可能返回一个表,如果将子查询返回的虚拟表再次作为FROM子句的输入时,这就子查询的虚拟表就成为了一个派生表。语法结构如下:

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FROM (subquery expression) AS derived_table_alias

   由于派生表是完全的虚拟表,并没有也不可能被物理地具体化。

四、子查询优化

  很多查询中需要使用子查询。使用子查询可以一次性的完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成的SQL操作,同时也可以避免事务或者表锁死。子查询可以使查询语 句很灵活,但子查询的执行效率不高。

  子查询时,MySQL需要为内层查询语句的查询结果建立一个临时表。然后外层查询语句再临时表中查询记录。查询完毕 后,MySQL需要撤销这些临时表。因此,子查询的速度会受到一定的影响。如果查询的数据量比较大,这种影响就会随之增大。

  在MySQL中可以使用连接查 询来替代子查询。连接查询不需要建立临时表,其速度比子查询要快。


    使用连接(JOIN)来代替子查询 
    如:   

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例子1:
SELECT * FROM t1
WHERE t1.a1 NOT in (SELECT a2 FROM t2 )
优化后:
SELECT * FROM t1
LEFT JOIN t2 ON t1.a1=t2.a2
WHERE t2.a2 IS NULL  

 

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例子2:
SELECT * FROM article WHERE (title,content,uid) IN (SELECT title,content,uid FROM blog)
优化后:
SELECT * FROM article
inner join blog
on (article.title=blog.title AND article.content=blog.content AND article.uid=blog.uid)

   不能优化的子查询: 
  1、mysql不支持子查询合并和聚合函数子查询优化,mariadb对聚合函数子查询进行物化优化; 
  2、mysql不支持from子句子查询优化,mariadb对from子句子查询进行子查询上拉优化; 
  3、mysql和mariadb对子查询展开提供有限的支持,如对主键的操作才能进行上拉子查询优化; 
  4、mysql不支持exists子查询优化,mariadb对exists关联子查询进行半连接优化,对exists非关联子查询没有进一步进行优化; 
  5、mysql和mariadb不支持not exists子查询优化; 
  6、mysql和mariadb对in子查询,对满足半连接语义的查询进行半连接优化,再基于代价评估进行优化,两者对半连接的代价评估选择方式有差异; 
  7、mysql不支持not in子查询优化,mariadb对非关联not in子查询使用物化优化,对关联not in子查询不做优化; 
  8、mysql和mariadb对>all非关联子查询使用max函数,<all非关联子查询使用min函数,对=all和非关联子查询使用exists优化; 
  9、对>some和>any非关联子查询使用min函数,对<some和<any非关联子查询使用max函数,=any 和=some子查询使用半连接进行优化,对>some和>any关联子查询以及<some和<any关联子查询只有exists 优化。

http://www.cnblogs.com/loveyouyou616/archive/2012/12/21/2827655.html

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