「 MySQL 入门」使用联表查询代替子查询的原因（附案例分析）-Toy模板网

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「 MySQL入门」使用联表查询代替子查询的原因（附案例分析）

参考&鸣谢

MySQL Documentation

PostgreSQL Documentation

SQL Server Documentation

在关系型数据库中，查询是一项常见而重要的操作。在实际应用中，我们经常会遇到需要在多个表之间进行查询和关联的情况。传统的子查询是一种常见的解决方案，但随着数据量和复杂性的增加，使用联表查询来替代子查询的方式变得越来越受欢迎。本文将深入探讨为何使用联表查询可以优化数据库查询性能并提高可读性。

一、子查询的工作原理

首先，让我们来了解一下子查询的工作原理。子查询是指在一个SQL语句中嵌套另一个完整的SQL查询。它可以作为主查询的一部分，也可以作为WHERE、FROM或HAVING子句的一部分。子查询的执行顺序是先执行子查询，然后将其结果作为外部查询的条件或数据源。

子查询在某些场景下是非常有用的，比如在查询满足一定条件的行时，可以使用子查询来过滤结果集。然而，子查询的执行需要额外的计算和IO操作，可能会导致性能瓶颈，特别是在处理大量数据时。

二、联表查询的优势

相比之下，联表查询提供了更高效的解决方案。它通过在多个表之间建立关联，并使用JOIN操作将它们连接起来，从而避免了频繁的IO操作和重复的子查询计算。

联表查询有以下几个优势：

2.1 减少查询次数

子查询是在主查询内部嵌套执行的查询语句。当我们使用子查询时，数据库引擎需要为每个子查询单独执行一次查询操作。而联表查询则可以将多个查询放在一起进行处理，从而减少了查询的次数。这对于大型数据库和复杂查询来说尤为重要，因为它可以显著提高查询性能。

举个例子，假设我们有两张表：orders（订单表）和customers（客户表）。我们想要找出所有已完成订单的客户信息。如果使用子查询，我们可能会这样写：

SELECT * FROM customers WHERE customer_id IN (SELECT customer_id FROM orders WHERE status = 'completed');

这里的子查询 (SELECT customer_id FROM orders WHERE status = 'completed') 将会针对每个客户执行一次。相比之下，我们可以使用联表查询来完成同样的任务：

SELECT customers.* FROM customers JOIN orders ON customers.customer_id = orders.customer_id WHERE orders.status = 'completed';

这个查询只需要执行一次，因此减少了查询次数，提高了效率。

2.2 优化查询计划

在数据库查询过程中，查询优化器负责决定查询的执行计划。子查询通常会影响查询优化器的判断，导致不够优化的执行计划。相比之下，联表查询更容易被优化器理解和处理。

通过将子查询转换为联表查询，我们可以帮助优化器更好地理解查询意图，并生成更有效的执行计划。这有助于提高查询性能并减少不必要的资源消耗。

以下示例说明了这一点。假设我们有两张表：products（产品表）和orders（订单表）。我们想要找出所有已完成订单中销量最高的产品。

使用子查询的查询语句可能如下所示：

SELECT * FROM products WHERE product_id = (SELECT product_id FROM orders WHERE status = 'completed' GROUP BY product_id ORDER BY SUM(quantity) DESC LIMIT 1);

这里的子查询 (SELECT product_id FROM orders WHERE status = 'completed' GROUP BY product_id ORDER BY SUM(quantity) DESC LIMIT 1) 包含了聚合函数和排序操作，增加了查询优化器的复杂度。

我们可以改写为联表查询来替代子查询，如下所示：

SELECT products.* FROM products JOIN (SELECT product_id, SUM(quantity) as total_quantity FROM orders WHERE status = 'completed' GROUP BY product_id ORDER BY total_quantity DESC LIMIT 1) AS subquery ON products.product_id = subquery.product_id;

通过将子查询放在联表查询的子查询中，我们可以更清晰地表达查询意图，并帮助优化器生成更优化的执行计划。

2.3 减少数据传输

在数据库查询过程中，数据传输通常是一个性能瓶颈。子查询可能导致大量不必要的数据传输，因为每个子查询都需要将结果返回给主查询。而联表查询则可以通过一次查询返回所需的所有数据，从而减少了数据传输的开销。

假设我们有两张表：customers（客户表）和orders（订单表）。我们想要找出每个客户的订单数量。如果使用子查询，可能会这样写：

SELECT customer_id, (SELECT COUNT(*) FROM orders WHERE orders.customer_id = customers.customer_id) as order_count FROM customers;

在这个例子中，每个子查询都会返回一个单独的结果，并且需要将这些结果传输回主查询。这会增加数据传输的开销。

相比之下，我们可以使用联表查询来避免不必要的数据传输：

SELECT customers.customer_id, COUNT(orders.order_id) as order_count FROM customers LEFT JOIN orders ON customers.customer_id = orders.customer_id GROUP BY customers.customer_id;

这个查询通过左连接（LEFT JOIN）将两个表连接在一起，并使用 GROUP BY 和 COUNT 函数来计算每个客户的订单数量。通过一次查询，我们就获得了所需的客户和对应的订单数量，减少了数据传输的开销。

2.4利用索引优化

数据库中的索引是提高查询性能的重要工具。子查询可能会导致索引的低效使用或无法使用索引的情况。而联表查询可以更好地利用索引，从而提高查询的效率。

举个例子，假设我们有两张表：products（产品表）和categories（类别表）。我们想要找出某个类别下所有产品的名称。如果使用子查询，可能会这样写：

SELECT product_name FROM products WHERE category_id IN (SELECT category_id FROM categories WHERE category_name = 'Electronics');

这里的子查询 (SELECT category_id FROM categories WHERE category_name = 'Electronics') 可能无法有效利用索引，因为它是一个独立的查询操作。

相比之下，我们可以使用联表查询来优化索引的使用：

SELECT products.product_name FROM products JOIN categories ON products.category_id = categories.category_id WHERE categories.category_name = 'Electronics';