数据库SQL语句执行顺序

一、前言

　　在SQL语句中有很多的关键字，比如SELECT、FROM、JOIN、LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL JOIN、ON、WHERE、GROUP、HAVING、ORDER BY、TOP、LIMIT、UNION、UNION ALL、MAX、MIN、COUNT。这些关键字有条件过滤、分组、排序、聚合函数、合并结果集，由这些关键字组成的SQL语句是按照什么样的顺序进行查询结果数据？

二、SQL逻辑查询语句执行顺序

　　如下定义一个查询的伪代码，每一个关键字注释一个序列号，其中1-6的序号表示执行先后顺序信息，相同序号内部的细分则是该序号内部的执行顺序，其他则是该序号并行次序执行。

--查询组合字段
(5)select (5-2) distinct(5-3) top(<top_specification>)(5-1)<select_list>
--连表
(1)from (1-J)<left_table><join_type> join <right_table> on <on_predicate>
(1-A)<left_table><apply_type> apply <right_table_expression> as <alias>
(1-P)<left_table> pivot (<pivot_specification>) as <alias>
(1-U)<left_table> unpivot (<unpivot_specification>) as <alias>
--查询条件
(2)where <where_pridicate>
--分组
(3)group by <group_by_specification>
--分组条件
(4)having<having_predicate>
--排序
(6)order by<order_by_list>

ps:join_type（表连接类型）、apply_type（表运算符类型）、pivot（行转列）、unpivot（列转行）。left join/right join/full join的空缺字段使用NULL值进行补齐。

关键字执行描述
<1>FROM：对FROM子句中的前两个表执行笛卡尔积（Cartesian product)(交叉联接），生成虚拟表VT1
<2>ON：对VT1应用ON筛选器。只有那些使<join_condition>为真的行才被插入VT2。
<3>OUTER(JOIN)：如果指定了OUTER JOIN（相对于CROSS JOIN 或(INNER JOIN),保留表（preserved table：左外部联接把左表标记为保留表，右外部联接把右表标记为保留表，完全外部联接把两个表都标记为保留表）中未找到匹配的行将作为外部行添加到 VT2,生成VT3.如果FROM子句包含两个以上的表，则对上一个联接生成的结果表和下一个表重复执行步骤1到步骤3，直到处理完所有的表为止。
<4>WHERE：对VT3应用WHERE筛选器。只有使<where_condition>为true的行才被插入VT4.
<5>GROUP BY：按GROUP BY子句中的列列表对VT4中的行分组，生成VT5.
<6>CUBE|ROLLUP：把超组(Suppergroups)插入VT5,生成VT6.
<7>HAVING：对VT6应用HAVING筛选器。只有使<having_condition>为true的组才会被插入VT7.
<8>SELECT：处理SELECT列表，产生VT8.
<9>DISTINCT：将重复的行从VT8中移除，产生VT9.
<10>ORDER BY：将VT9中的行按ORDER BY 子句中的列列表排序，生成游标（VC10).
<11>TOP：从VC10的开始处选择指定数量或比例的行，生成表VT11,并返回调用者。

ps:每一步执行都会产生相应的虚拟表，作为下一个步骤的结果集，直到完成所以SQL语句查询虚拟表为最终结果集。

三、实例分析

1、创建学生表和学生选课的成绩表

DROP TABLE IF EXISTS `student`;
CREATE TABLE `student` (
  `sno` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '学生号',
  `sname` varchar(10) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT '姓名',
  `ssex` int NOT NULL COMMENT '性别',
  `sage` int NOT NULL COMMENT '年龄',
  PRIMARY KEY (`sno`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

INSERT INTO `student` VALUES ('1', '张三', '1', '18');
INSERT INTO `student` VALUES ('2', '李四', '2', '19');
INSERT INTO `student` VALUES ('3', '王五', '1', '20');
INSERT INTO `student` VALUES ('4', '赵六', '1', '21');

DROP TABLE IF EXISTS `score`;
CREATE TABLE `score` (
  `sno` int NOT NULL COMMENT '学生号',
  `cno` int NOT NULL COMMENT '课程号',
  `mark` decimal(10,0) NOT NULL COMMENT '分数'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

INSERT INTO `score` VALUES ('1', '1', '60');
INSERT INTO `score` VALUES ('2', '1', '70');
INSERT INTO `score` VALUES ('1', '2', '80');
INSERT INTO `score` VALUES ('2', '2', '90');
INSERT INTO `score` VALUES ('4', '1', '100');
INSERT INTO `score` VALUES ('5', '1', '0');

 2、执行FROM语句生成笛卡尔积结果，会得到一个虚拟表（VT1）

select * from  test.student join test.score

 ps：依据学生表的4条数据和课程成绩表的6条数据，产生笛卡尔积的4*6=24条数据，其结果作为下一关键字的筛选数据。

3、执行ON关键字，ON关键字是过滤条件，过滤对应字段不符合ON条件的数据，比如a.sno=b.sno表示学生表学生号等于课程成绩表的学生号，不等于就过滤。

select * from  test.student a join test.score b on a.sno=b.sno

ps：通过ON关键字在笛卡尔积的产生VT1虚拟表的基础上过滤数据生成新的虚拟表VT2。 

4、使用外部行（左连接、右连接、全连接）

select * from  test.student a left join test.score b on a.sno=b.sno

 ps：使用外部行的工作就是在VT2表的基础上添加保留表中被过滤条件过滤掉的数据，非保留表中的数据被赋予NULL值，最后生成虚拟表VT3。

5、执行where过滤条件

select * from  test.student a left join test.score b on a.sno=b.sno where a.ssex=1

 ps：对虚拟表VT3的结果集中学生性别字段为不为1的数据过滤，最后生成虚拟表VT4。

6、执行GROUP BY分组语句

select a.sno,max(a.sname),count(a.sno),sum(b.mark) from  test.student a left join test.score b on a.sno=b.sno where a.ssex=1 group by a.sno

 ps：对虚拟表VT4的学生号进行分组，结果表示学生选课的数量count(a.sno)，此时，我们就得到了一个VT5虚拟表。

7、执行HAVING过滤条件

select a.sno,max(a.sname),count(a.sno),sum(b.mark) from  test.student a left join test.score b on a.sno=b.sno where a.ssex=1 group by a.sno
having count(a.sno)=1

 ps：配合分组VT5虚拟表的结果集，对count(a.sno)选课数量进行过滤，选择选择一门课的数据，生成虚拟表VT6。

8、SELECT列表，对虚拟表VT6的数据选择指定字段的作为结果返回虚拟表VT7

9、执行DISTINCT，对虚拟表VT6的结果集按照DISTINCT操作的列增加了一个唯一索引，以此来除重复数据，其一样是生成虚拟表

10、执行ORDER BY子句

select a.sno,max(a.sname),count(a.sno),sum(b.mark) from  test.student a left join test.score b on a.sno=b.sno where a.ssex=1 GROUP BY a.sno
HAVING count(a.sno)=1 order by sum(b.mark) desc

 ps：对虚拟表VT7的结果集中字段sum(b.mark)进行排序，生成虚拟表VT8，直到所有关键字执行完成，返回查询的结果集。

四、总结

1、SQL语句查询顺序的过程是不断生成各种虚拟表，每一步的结果都是提供给下一步的虚拟表。

2、SQL语句的执行过程，在分析器中会对语句的执行效率进行优化语句，所以其执行过程不一定是按照编写的SQL语句执行。