数据库中间件 ShardingJDBC 源码分析 —— SQL 解析（三）之查询SQL

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1. 概述

本文前置阅读：

本文分享插入SQL解析的源码实现。

由于每个数据库在遵守 SQL 语法规范的同时，又有各自独特的语法。因此，在 Sharding-JDBC 里每个数据库都有自己的 SELECT 语句的解析器实现方式，当然绝大部分逻辑是相同的。本文主要分享笔者最常用的 MySQL 查询。

查询 SQL 解析主流程如下：

// AbstractSelectParser.java
public final SelectStatement parse() {
   query();
   parseOrderBy();
   customizedSelect();
   appendDerivedColumns();
   appendDerivedOrderBy();
   return selectStatement;
}

#parseOrderBy() ：对于 MySQL 查询语句解析器无效果，因为已经在 #query() 方法里面已经调用 #parseOrderBy()，因此图中省略该方法。
#customizedSelect() ：Oracle、SQLServer 查询语句解析器重写了该方法，对于 MySQL 查询解析器是个空方法，进行省略。有兴趣的同学可以单独去研究研究。

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查询语句解析是增删改查里面最灵活也是最复杂的，希望大家有耐心看完本文。理解查询语句解析，另外三种语句理解起来简直是 SO EASY。骗人是小狗。
如果对本文有不理解的地方，可以给我的公众号（芋艿的后端小屋）留言，我会逐条认真耐心回复。骗人是小猪。

OK，不废话啦，开始我们这段痛并快乐的旅途。

2. SelectStatement

本节只介绍这些类，方便本文下节分析源码实现大家能知道认识它们

SelectStatement，查询语句解析结果对象。

// SelectStatement.java
public final class SelectStatement extends AbstractSQLStatement {
    /**
     * 是否行 DISTINCT / DISTINCTROW / UNION
     */
    private boolean distinct;
    /**
     * 是否查询所有字段，即 SELECT *
     */
    private boolean containStar;
    /**
     * 最后一个查询项下一个 Token 的开始位置
     *
     * @see #items
     */
    private int selectListLastPosition;
    /**
     * 最后一个分组项下一个 Token 的开始位置
     */
    private int groupByLastPosition;
    /**
     * 查询项
     */
    private final List<SelectItem> items = new LinkedList<>();
    /**
     * 分组项
     */
    private final List<OrderItem> groupByItems = new LinkedList<>();
    /**
     * 排序项
     */
    private final List<OrderItem> orderByItems = new LinkedList<>();
    /**
     * 分页
     */
    private Limit limit;
}

我们对属性按照类型进行归类：

特殊
- distinct
查询字段
- containStar
- items
- selectListLastPosition
分组条件
- groupByItems
- groupByLastPosition
排序条件
- orderByItems
分页条件
- limit

2.1 AbstractSQLStatement

增删改查解析结果对象的抽象父类。

public abstract class AbstractSQLStatement implements SQLStatement {
    /**
     * SQL 类型
     */
    private final SQLType type;
    /**
     * 表
     */
    private final Tables tables = new Tables();
    /**
     * 过滤条件。
     * 只有对路由结果有影响的条件，才添加进数组
     */
    private final Conditions conditions = new Conditions();
    /**
     * SQL标记对象
     */
    private final List<SQLToken> sqlTokens = new LinkedList<>();
}

2.2 SQLToken

SQLToken，SQL标记对象接口，SQL 改写时使用到。下面都是它的实现类：

类	说明
GeneratedKeyToken	自增主键标记对象
TableToken	表标记对象
ItemsToken	选择项标记对象
OffsetToken	分页偏移量标记对象
OrderByToken	排序标记对象
RowCountToken	分页长度标记对象

3. #query()

#query()，查询 SQL 解析。

MySQL SELECT Syntax：

// https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/select.html
SELECT
    [ALL | DISTINCT | DISTINCTROW ]
      [HIGH_PRIORITY]
      [STRAIGHT_JOIN]
      [SQL_SMALL_RESULT] [SQL_BIG_RESULT] [SQL_BUFFER_RESULT]
      [SQL_CACHE | SQL_NO_CACHE] [SQL_CALC_FOUND_ROWS]
    select_expr [, select_expr ...]
    [FROM table_references
      [PARTITION partition_list]
    [WHERE where_condition]
    [GROUP BY {col_name | expr | position}
      [ASC | DESC], ... [WITH ROLLUP]]
    [HAVING where_condition]
    [ORDER BY {col_name | expr | position}
      [ASC | DESC], ...]
    [LIMIT {[offset,] row_count | row_count OFFSET offset}]
    [PROCEDURE procedure_name(argument_list)]
    [INTO OUTFILE 'file_name'
        [CHARACTER SET charset_name]
        export_options
      | INTO DUMPFILE 'file_name'
      | INTO var_name [, var_name]]
    [FOR UPDATE | LOCK IN SHARE MODE]]

大体流程如下：

// MySQLSelectParser.java
public void query() {
   if (getSqlParser().equalAny(DefaultKeyword.SELECT)) {
       getSqlParser().getLexer().nextToken();
       parseDistinct();
       getSqlParser().skipAll(MySQLKeyword.HIGH_PRIORITY, DefaultKeyword.STRAIGHT_JOIN, MySQLKeyword.SQL_SMALL_RESULT, MySQLKeyword.SQL_BIG_RESULT, MySQLKeyword.SQL_BUFFER_RESULT,
               MySQLKeyword.SQL_CACHE, MySQLKeyword.SQL_NO_CACHE, MySQLKeyword.SQL_CALC_FOUND_ROWS);
       parseSelectList(); // 解析 查询字段
       skipToFrom(); // 跳到 FROM 处
   }
   parseFrom();// 解析 表（JOIN ON / FROM 单&多表）
   parseWhere(); // 解析 WHERE 条件
   parseGroupBy(); // 解析 Group By 和 Having（目前不支持）条件
   parseOrderBy(); // 解析 Order By 条件
   parseLimit(); // 解析 分页 Limit 条件
   // [PROCEDURE] 暂不支持
   if (getSqlParser().equalAny(DefaultKeyword.PROCEDURE)) {
       throw new SQLParsingUnsupportedException(getSqlParser().getLexer().getCurrentToken().getType());
   }
   queryRest();
}

3.1 #parseDistinct()

解析 DISTINCT、DISTINCTROW、UNION 谓语。

核心代码：

// AbstractSelectParser.java
protected final void parseDistinct() {
   if (sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.DISTINCT, DefaultKeyword.DISTINCTROW, DefaultKeyword.UNION)) {
       selectStatement.setDistinct(true);
       sqlParser.getLexer().nextToken();
       if (hasDistinctOn() && sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.ON)) { // PostgreSQL 独有语法： DISTINCT ON
           sqlParser.getLexer().nextToken();
           sqlParser.skipParentheses();
       }
   } else if (sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.ALL)) {
       sqlParser.getLexer().nextToken();
   }
}

此处 DISTINCT 和 DISTINCT(字段) 不同，它是针对查询结果做去重，即整行重复。举个例子：

mysql> SELECT item_id, order_id FROM t_order_item;
+---------+----------+
| item_id | order_id |
+---------+----------+
| 1       | 1        |
| 1       | 1        |
+---------+----------+
2 rows in set (0.03 sec)

mysql> SELECT DISTINCT item_id, order_id FROM t_order_item;
+---------+----------+
| item_id | order_id |
+---------+----------+
| 1       | 1        |
+---------+----------+
1 rows in set (0.02 sec)

3.2 #parseSelectList()

SELECT	o.user_id	COUNT(DISTINCT i.item_id) AS item_count	MAX(i.item_id)	FROM
	SelectItem	SelectItem	SelectItem

将 SQL 查询字段 按照逗号( , )切割成多个选择项( SelectItem)。核心代码如下：

// AbstractSelectParser.java
protected final void parseSelectList() {
   do {
       // 解析单个选择项
       parseSelectItem();
   } while (sqlParser.skipIfEqual(Symbol.COMMA));
   // 设置 最后一个查询项下一个 Token 的开始位置
   selectStatement.setSelectListLastPosition(sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getEndPosition() - sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals().length());
}

3.2.1 SelectItem 选择项

SelectItem 接口，属于分片上下文信息，有 2 个实现类：

CommonSelectItem ：通用选择项
AggregationSelectItem ：聚合选择项

解析单个 SelectItem 核心代码：

// AbstractSelectParser.java
private void parseSelectItem() {
   // 第四种情况，SQL Server 独有
   if (isRowNumberSelectItem()) {
       selectStatement.getItems().add(parseRowNumberSelectItem());
       return;
   }
   sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.CONNECT_BY_ROOT); // Oracle 独有：https://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14200/operators004.htm
   String literals = sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals();
   // 第一种情况，* 通用选择项，SELECT *
   if (sqlParser.equalAny(Symbol.STAR) || Symbol.STAR.getLiterals().equals(SQLUtil.getExactlyValue(literals))) {
       sqlParser.getLexer().nextToken();
       selectStatement.getItems().add(new CommonSelectItem(Symbol.STAR.getLiterals(), sqlParser.parseAlias()));
       selectStatement.setContainStar(true);
       return;
   }
   // 第二种情况，聚合选择项
   if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.MAX, DefaultKeyword.MIN, DefaultKeyword.SUM, DefaultKeyword.AVG, DefaultKeyword.COUNT)) {
       selectStatement.getItems().add(new AggregationSelectItem(AggregationType.valueOf(literals.toUpperCase()), sqlParser.skipParentheses(), sqlParser.parseAlias()));
       return;
   }
   // 第三种情况，非 * 通用选择项
   StringBuilder expression = new StringBuilder();
   Token lastToken = null;
   while (!sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.AS) && !sqlParser.equalAny(Symbol.COMMA) && !sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.FROM) && !sqlParser.equalAny(Assist.END)) {
       String value = sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals();
       int position = sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getEndPosition() - value.length();
       expression.append(value);
       lastToken = sqlParser.getLexer().getCurrentToken();
       sqlParser.getLexer().nextToken();
       if (sqlParser.equalAny(Symbol.DOT)) {
           selectStatement.getSqlTokens().add(new TableToken(position, value));
       }
   }
   // 不带 AS，并且有别名，并且别名不等于自己（tips：这里重点看。判断这么复杂的原因：防止substring操作截取结果错误）
   if (null != lastToken && Literals.IDENTIFIER == lastToken.getType()
           && !isSQLPropertyExpression(expression, lastToken) // 过滤掉，别名是自己的情况【1】（例如，SELECT u.user_id u.user_id FROM t_user）
           && !expression.toString().equals(lastToken.getLiterals())) { // 过滤掉，无别名的情况【2】（例如，SELECT user_id FROM t_user）
       selectStatement.getItems().add(
               new CommonSelectItem(SQLUtil.getExactlyValue(expression.substring(0, expression.lastIndexOf(lastToken.getLiterals()))), Optional.of(lastToken.getLiterals())));
       return;
   }
   // 带 AS（例如，SELECT user_id AS userId） 或者 无别名（例如，SELECT user_id）
   selectStatement.getItems().add(new CommonSelectItem(SQLUtil.getExactlyValue(expression.toString()), sqlParser.parseAlias()));
}

一共分成 4 种大的情况，我们来逐条梳理：

第一种：* 通用选择项：
例如，SELECT * FROM t_user 的 *。
为什么要加 Symbol.STAR.getLiterals().equals(SQLUtil.getExactlyValue(literals)) 判断呢？

SELECT `*` FROM t_user; // 也能达到查询所有字段的效果

第二种：聚合选择项：
例如，SELECT COUNT(user_id) FROM t_user 的 COUNT(user_id)。

解析结果 AggregationSelectItem：

sqlParser.skipParentheses() 解析见《SQL 解析（二）之SQL解析》的AbstractParser小节。

第三种：非 * 通用选择项：

例如，SELECT user_id FROM t_user。

从实现上，逻辑会复杂很多。相比第一种，可以根据 * 做字段判断；相比第二种，可以使用 ( 和 ) 做字段判断。能够判断一个包含别名的 SelectItem 结束有 4 种 Token，根据结束方式我们分成 2 种：

DefaultKeyword.AS ：能够接触出 SelectItem 字段，即不包含别名。例如，SELECT user_id AS uid FROM t_user，能够直接解析出 user_id。
Symbol.COMMA / DefaultKeyword.FROM / Assist.END ：包含别名。例如，SELECT user_id uid FROM t_user，解析结果为 user_id uid。

基于这个在配合上面的代码注释，大家再重新理解下第三种情况的实现。

第四种：SQLServer ROW_NUMBER：

ROW_NUMBER 是 SQLServer 独有的。由于本文大部分的读者使用的 MySQL / Oracle，就跳过了。有兴趣的同学可以看 SQLServerSelectParser#parseRowNumberSelectItem() 方法。

3.2.2 #parseAlias() 解析别名

解析别名，分成是否带 AS 两种情况。解析代码：《SQL 解析（二）之SQL解析》的#parseAlias()小节。

3.2.3 TableToken 表标记对象

TableToken，记录表名在 SQL 里出现的位置和名字。

public final class TableToken implements SQLToken {
    /**
     * 开始位置
     */
    private final int beginPosition;
    /**
     * 表达式
     */
    private final String originalLiterals;
    
    /**
     * 获取表名称.
     * @return 表名称
     */
    public String getTableName() {
        return SQLUtil.getExactlyValue(originalLiterals);
    }
}

例如上文第三种情况。

3.3 #skipToFrom()

/**
* 跳到 FROM 处
*/
private void skipToFrom() {
   while (!getSqlParser().equalAny(DefaultKeyword.FROM) && !getSqlParser().equalAny(Assist.END)) {
       getSqlParser().getLexer().nextToken();
   }
}

3.4 #parseFrom()

解析表以及表连接关系。这块相对比较复杂，请大家耐心+耐心+耐心。

MySQL JOIN Syntax：

// https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/join.html
table_references:
    escaped_table_reference [, escaped_table_reference] ...

escaped_table_reference:
    table_reference
  | { OJ table_reference }

table_reference:
    table_factor
  | join_table

table_factor:
    tbl_name [PARTITION (partition_names)]
        [[AS] alias] [index_hint_list]
  | table_subquery [AS] alias
  | ( table_references )

join_table:
    table_reference [INNER | CROSS] JOIN table_factor [join_condition]
  | table_reference STRAIGHT_JOIN table_factor
  | table_reference STRAIGHT_JOIN table_factor ON conditional_expr
  | table_reference {LEFT|RIGHT} [OUTER] JOIN table_reference join_condition
  | table_reference NATURAL [{LEFT|RIGHT} [OUTER]] JOIN table_factor

join_condition:
    ON conditional_expr
  | USING (column_list)

index_hint_list:
    index_hint [, index_hint] ...

index_hint:
    USE {INDEX|KEY}
      [FOR {JOIN|ORDER BY|GROUP BY}] ([index_list])
  | IGNORE {INDEX|KEY}
      [FOR {JOIN|ORDER BY|GROUP BY}] (index_list)
  | FORCE {INDEX|KEY}
      [FOR {JOIN|ORDER BY|GROUP BY}] (index_list)

index_list:
    index_name [, index_name] ...

3.4.1 JOIN ON / FROM TABLE

先抛开子查询的情况，只考虑如下两种 SQL 情况。

// JOIN ON ： 实际可以继续 JOIN ON 更多表
SELECT * FROM t_order o JOIN t_order_item i ON o.order_id = i.order_id; 
// FROM 多表 ：实际可以继续 FROM 多更表
SELECT * FROM t_order o, t_order_item i

在看实现代码之前，先一起看下调用顺序图：

看懂上图后，来继续看下实现代码（代码有点多，不要方！）：

// AbstractSelectParser.java
/**
* 解析所有表名和表别名
*/
public final void parseFrom() {
   if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.FROM)) {
       parseTable();
   }
}
/**
* 解析所有表名和表别名
*/
public void parseTable() {
   // 解析子查询
   if (sqlParser.skipIfEqual(Symbol.LEFT_PAREN)) {
       if (!selectStatement.getTables().isEmpty()) {
           throw new UnsupportedOperationException("Cannot support subquery for nested tables.");
       }
       selectStatement.setContainStar(false);
       sqlParser.skipUselessParentheses(); // 去掉子查询左括号
       parse(); // 解析子查询 SQL
       sqlParser.skipUselessParentheses(); // 去掉子查询右括号
       //
       if (!selectStatement.getTables().isEmpty()) {
           return;
       }
   }
   parseTableFactor(); // 解析当前表
   parseJoinTable(); // 解析下一个表
}
/**
* 解析单个表名和表别名
*/
protected final void parseTableFactor() {
   int beginPosition = sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getEndPosition() - sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals().length();
   String literals = sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals();
   sqlParser.getLexer().nextToken();
   // TODO 包含Schema解析
   if (sqlParser.skipIfEqual(Symbol.DOT)) { // https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/information-schema.html ：SELECT table_name, table_type, engine FROM information_schema.tables
       sqlParser.getLexer().nextToken();
       sqlParser.parseAlias();
       return;
   }
   // FIXME 根据shardingRule过滤table
   selectStatement.getSqlTokens().add(new TableToken(beginPosition, literals));
   // 表 以及 表别名
   selectStatement.getTables().add(new Table(SQLUtil.getExactlyValue(literals), sqlParser.parseAlias()));
}
/**
* 解析 Join Table 或者 FROM 下一张 Table
*/
protected void parseJoinTable() {
   if (sqlParser.skipJoin()) {
       // 这里调用 parseJoinTable() 而不是 parseTableFactor() ：下一个 Table 可能是子查询
       // 例如：SELECT * FROM t_order JOIN (SELECT * FROM t_order_item JOIN t_order_other ON ) .....
       parseTable();
       if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.ON)) { // JOIN 表时 ON 条件
           do {
               parseTableCondition(sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getEndPosition());
               sqlParser.accept(Symbol.EQ);
               parseTableCondition(sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getEndPosition() - sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals().length());
           } while (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.AND));
       } else if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.USING)) { // JOIN 表时 USING 为使用两表相同字段相同时对 ON 的简化。例如以下两条 SQL 等价：
                                                                   // SELECT * FROM t_order o JOIN t_order_item i USING (order_id);
                                                                   // SELECT * FROM t_order o JOIN t_order_item i ON o.order_id = i.order_id
           sqlParser.skipParentheses();
       }
       parseJoinTable(); // 继续递归
   }
}
/**
* 解析 ON 条件里的 TableToken
*
* @param startPosition 开始位置
*/
private void parseTableCondition(final int startPosition) {
   SQLExpression sqlExpression = sqlParser.parseExpression();
   if (!(sqlExpression instanceof SQLPropertyExpression)) {
       return;
   }
   SQLPropertyExpression sqlPropertyExpression = (SQLPropertyExpression) sqlExpression;
   if (selectStatement.getTables().getTableNames().contains(SQLUtil.getExactlyValue(sqlPropertyExpression.getOwner().getName()))) {
       selectStatement.getSqlTokens().add(new TableToken(startPosition, sqlPropertyExpression.getOwner().getName()));
   }
}

OK，递归因为平时日常中写的比较少，可能理解起来可能会困难一些，努力看懂！如果真的看不懂，可以加微信公众号（芋艿的后端小屋），我来帮你一起理解。

3.4.2 子查询

Sharding-JDBC 目前支持第一个包含多层级的数据子查询。例如：

SELECT o3.* FROM (SELECT * FROM (SELECT * FROM t_order o) o2) o3;
SELECT o3.* FROM (SELECT * FROM (SELECT * FROM t_order o) o2) o3 JOIN t_order_item i ON o3.order_id = i.order_id;

不支持第二个开始包含多层级的数据子查询。例如：

SELECT o3.* FROM t_order_item i JOIN (SELECT * FROM (SELECT * FROM t_order o) o2) o3 ON o3.order_id = i.order_id; // 此条 SQL 是上面第二条 SQL 左右量表颠倒
SELECT COUNT(*) FROM (SELECT * FROM t_order o WHERE o.id IN (SELECT id FROM t_order WHERE status = ?)) // FROM 官方不支持 SQL 举例

使用第二个开始的子查询会抛出异常，代码如下：

// AbstractSelectParser.java#parseTable()片段
if (!selectStatement.getTables().isEmpty()) {
    throw new UnsupportedOperationException("Cannot support subquery for nested tables.");
}

使用子查询，建议认真阅读官方《分页及子查询》文档。

3.4.3 #parseJoinTable()

MySQLSelectParser 重写了 #parseJoinTable() 方法用于解析 USE / IGNORE / FORCE index_hint。具体语法见上文 JOIN Syntax。这里就跳过，有兴趣的同学可以去看看。

3.4.4 Tables 表集合对象

属于分片上下文信息

// Tables.java
public final class Tables {
    private final List<Table> tables = new ArrayList<>();
}

// Table.java
public final class Table {
    /**
     * 表
     */
    private final String name;
    /**
     * 别名
     */
    private final Optional<String> alias;
}

// AbstractSelectParser.java#parseTableFactor()片段
selectStatement.getTables().add(new Table(SQLUtil.getExactlyValue(literals), sqlParser.parseAlias()));

3.5 #parseWhere()

解析 WHERE 条件。解析代码：《SQL 解析（二）之SQL解析》的#parseWhere()小节。

3.6 #parseGroupBy()

解析分组条件，实现上比较类似 #parseSelectList，会更加简单一些。

// AbstractSelectParser.java
/**
* 解析 Group By 和 Having（暂时不支持）
*/
protected void parseGroupBy() {
   if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.GROUP)) {
       sqlParser.accept(DefaultKeyword.BY);
       // 解析 Group By 每个字段
       while (true) {
           addGroupByItem(sqlParser.parseExpression(selectStatement));
           if (!sqlParser.equalAny(Symbol.COMMA)) {
               break;
           }
           sqlParser.getLexer().nextToken();
       }
       while (sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.WITH) || sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getLiterals().equalsIgnoreCase("ROLLUP")) {
           sqlParser.getLexer().nextToken();
       }
       // Having（暂时不支持）
       if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.HAVING)) {
           throw new UnsupportedOperationException("Cannot support Having");
       }
       selectStatement.setGroupByLastPosition(sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getEndPosition());
   } else if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.HAVING)) {
       throw new UnsupportedOperationException("Cannot support Having");
   }
}
/**
* 解析 Group By 单个字段
* Group By 条件是带有排序功能，默认ASC
*
* @param sqlExpression 表达式
*/
protected final void addGroupByItem(final SQLExpression sqlExpression) {
   // Group By 字段 DESC / ASC / ;默认是 ASC。
   OrderType orderByType = OrderType.ASC;
   if (sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.ASC)) {
       sqlParser.getLexer().nextToken();
   } else if (sqlParser.skipIfEqual(DefaultKeyword.DESC)) {
       orderByType = OrderType.DESC;
   }
   // 解析 OrderItem
   OrderItem orderItem;
   if (sqlExpression instanceof SQLPropertyExpression) {
       SQLPropertyExpression sqlPropertyExpression = (SQLPropertyExpression) sqlExpression;
       orderItem = new OrderItem(SQLUtil.getExactlyValue(sqlPropertyExpression.getOwner().getName()), SQLUtil.getExactlyValue(sqlPropertyExpression.getName()), orderByType,
               getAlias(SQLUtil.getExactlyValue(sqlPropertyExpression.getOwner() + "." + SQLUtil.getExactlyValue(sqlPropertyExpression.getName()))));
   } else if (sqlExpression instanceof SQLIdentifierExpression) {
       SQLIdentifierExpression sqlIdentifierExpression = (SQLIdentifierExpression) sqlExpression;
       orderItem = new OrderItem(SQLUtil.getExactlyValue(sqlIdentifierExpression.getName()), orderByType, getAlias(SQLUtil.getExactlyValue(sqlIdentifierExpression.getName())));
   } else {
       return;
   }
   selectStatement.getGroupByItems().add(orderItem);
}
/**
* 字段在查询项里的别名
*
* @param name 字段
* @return 别名
*/
private Optional<String> getAlias(final String name) {
   if (selectStatement.isContainStar()) {
       return Optional.absent();
   }
   String rawName = SQLUtil.getExactlyValue(name);
   for (SelectItem each : selectStatement.getItems()) {
       if (rawName.equalsIgnoreCase(SQLUtil.getExactlyValue(each.getExpression()))) {
           return each.getAlias();
       }
       if (rawName.equalsIgnoreCase(each.getAlias().orNull())) {
           return Optional.of(rawName);
       }
   }
   return Optional.absent();
}

3.6.1 OrderItem 排序项

属于分片上下文信息

public final class OrderItem {
    /**
    * 所属表别名
    */
    private final Optional<String> owner;
    /**
    * 排序字段
    */
    private final Optional<String> name;
    /**
    * 排序类型
    */
    private final OrderType type;
    /**
    * 按照第几个查询字段排序
    * ORDER BY 数字 的 数字代表的是第几个字段
    */
    @Setter
    private int index = -1;
    /**
    * 字段在查询项({@link com.dangdang.ddframe.rdb.sharding.parsing.parser.context.selectitem.SelectItem} 的别名
    */
    @Setter
    private Optional<String> alias;
}

3.7 #parseOrderBy()

解析排序条件。实现逻辑类似 #parseGroupBy()，这里就跳过，有兴趣的同学可以去看看。

3.8 #parseLimit()

解析分页 Limit 条件。相对简单，这里就跳过，有兴趣的同学可以去看看。注意下，分成 3 种情况：

LIMIT row_count
LIMIT offset, row_count
LIMIT row_count OFFSET offset

3.8.1 Limit

分页对象。属于分片上下文信息。

// Limit.java
public final class Limit {
    /**
     * 是否重写rowCount
     * TODO 待补充：预计和内存分页合并有关
     */
    private final boolean rowCountRewriteFlag;
    /**
     * offset
     */
    private LimitValue offset;
    /**
     * row
     */
    private LimitValue rowCount;
}

// LimitValue.java
public final class LimitValue {
    /**
     * 值
     * 当 value == -1 时，为占位符
     */
    private int value;
    /**
     * 第几个占位符
     */
    private int index;
}

3.8.2 OffsetToken RowCountToken

OffsetToken：分页偏移量标记对象
RowCountToken：分页长度标记对象

只有在对应位置非占位符才有该 SQLToken。

// OffsetToken.java
public final class OffsetToken implements SQLToken {
    /**
     * SQL 所在开始位置
     */
    private final int beginPosition;
    /**
     * 偏移值
     */
    private final int offset;
}

// RowCountToken.java
public final class RowCountToken implements SQLToken {
    /**
     * SQL 所在开始位置
     */
    private final int beginPosition;
    /**
     * 行数
     */
    private final int rowCount;
}

3.9 #queryRest()

// AbstractSelectParser.java
protected void queryRest() {
   if (sqlParser.equalAny(DefaultKeyword.UNION, DefaultKeyword.EXCEPT, DefaultKeyword.INTERSECT, DefaultKeyword.MINUS)) {
       throw new SQLParsingUnsupportedException(sqlParser.getLexer().getCurrentToken().getType());
   }
}

不支持 UNION / EXCEPT / INTERSECT / MINUS ，调用会抛出异常。

4. appendDerived等方法

因为 Sharding-JDBC 对表做了分片，在 AVG , GROUP BY , ORDER BY 需要对 SQL 进行一些改写，以达到能在内存里对结果做进一步处理，例如求平均值、分组、排序等。

：打起精神，此块是非常有趣的。

4.1 appendAvgDerivedColumns

解决 AVG 查询。

// AbstractSelectParser.java
/**
* 针对 AVG 聚合字段，增加推导字段
* AVG 改写成 SUM + COUNT 查询，内存计算出 AVG 结果。
*
* @param itemsToken 选择项标记对象
*/
private void appendAvgDerivedColumns(final ItemsToken itemsToken) {
   int derivedColumnOffset = 0;
   for (SelectItem each : selectStatement.getItems()) {
       if (!(each instanceof AggregationSelectItem) || AggregationType.AVG != ((AggregationSelectItem) each).getType()) {
           continue;
       }
       AggregationSelectItem avgItem = (AggregationSelectItem) each;
       // COUNT 字段
       String countAlias = String.format(DERIVED_COUNT_ALIAS, derivedColumnOffset);
       AggregationSelectItem countItem = new AggregationSelectItem(AggregationType.COUNT, avgItem.getInnerExpression(), Optional.of(countAlias));
       // SUM 字段
       String sumAlias = String.format(DERIVED_SUM_ALIAS, derivedColumnOffset);
       AggregationSelectItem sumItem = new AggregationSelectItem(AggregationType.SUM, avgItem.getInnerExpression(), Optional.of(sumAlias));
       // AggregationSelectItem 设置
       avgItem.getDerivedAggregationSelectItems().add(countItem);
       avgItem.getDerivedAggregationSelectItems().add(sumItem);
       // TODO 将AVG列替换成常数，避免数据库再计算无用的AVG函数
       // ItemsToken
       itemsToken.getItems().add(countItem.getExpression() + " AS " + countAlias + " ");
       itemsToken.getItems().add(sumItem.getExpression() + " AS " + sumAlias + " ");
       //
       derivedColumnOffset++;
   }
}

4.2 appendDerivedOrderColumns

解决 GROUP BY , ORDER BY。

// AbstractSelectParser.java
/**
* 针对 GROUP BY 或 ORDER BY 字段，增加推导字段
* 如果该字段不在查询字段里，需要额外查询该字段，这样才能在内存里 GROUP BY 或 ORDER BY
*
* @param itemsToken 选择项标记对象
* @param orderItems 排序字段
* @param aliasPattern 别名模式
*/
private void appendDerivedOrderColumns(final ItemsToken itemsToken, final List<OrderItem> orderItems, final String aliasPattern) {
   int derivedColumnOffset = 0;
   for (OrderItem each : orderItems) {
       if (!isContainsItem(each)) {
           String alias = String.format(aliasPattern, derivedColumnOffset++);
           each.setAlias(Optional.of(alias));
           itemsToken.getItems().add(each.getQualifiedName().get() + " AS " + alias + " ");
       }
   }
}
/**
* 查询字段是否包含排序字段
*
* @param orderItem 排序字段
* @return 是否
*/
private boolean isContainsItem(final OrderItem orderItem) {
   if (selectStatement.isContainStar()) { // SELECT *
       return true;
   }
   for (SelectItem each : selectStatement.getItems()) {
       if (-1 != orderItem.getIndex()) { // ORDER BY 使用数字
           return true;
       }
       if (each.getAlias().isPresent() && orderItem.getAlias().isPresent() && each.getAlias().get().equalsIgnoreCase(orderItem.getAlias().get())) { // 字段别名比较
           return true;
       }
       if (!each.getAlias().isPresent() && orderItem.getQualifiedName().isPresent() && each.getExpression().equalsIgnoreCase(orderItem.getQualifiedName().get())) { // 字段原名比较
           return true;
       }
   }
   return false;
}

4.3 ItemsToken

选择项标记对象，属于分片上下文信息，目前有 3 个情况会创建：

AVG 查询额外 COUNT 和 SUM：#appendAvgDerivedColumns()
GROUP BY 不在查询字段，额外查询该字段：#appendDerivedOrderColumns()
ORDER BY 不在查询字段，额外查询该字段：#appendDerivedOrderColumns()

public final class ItemsToken implements SQLToken {
    /**
     * SQL 开始位置
     */
    private final int beginPosition;
    /**
     * 字段名数组
     */
    private final List<String> items = new LinkedList<>();
}

4.4 appendDerivedOrderBy()

当 SQL 有聚合条件而无排序条件，根据聚合条件进行排序。这是数据库自己的执行规则。

mysql> SELECT order_id FROM t_order GROUP BY order_id;
+----------+
| order_id |
+----------+
| 1        |
| 2        |
| 3        |
+----------+
3 rows in set (0.05 sec)

mysql> SELECT order_id FROM t_order GROUP BY order_id DESC;
+----------+
| order_id |
+----------+
| 3        |
| 2        |
| 1        |
+----------+
3 rows in set (0.02 sec)

// AbstractSelectParser.java
/**
* 当无 Order By 条件时，使用 Group By 作为排序条件（数据库本身规则）
*/
private void appendDerivedOrderBy() {
   if (!getSelectStatement().getGroupByItems().isEmpty() && getSelectStatement().getOrderByItems().isEmpty()) {
       getSelectStatement().getOrderByItems().addAll(getSelectStatement().getGroupByItems());
       getSelectStatement().getSqlTokens().add(new OrderByToken(getSelectStatement().getGroupByLastPosition()));
   }
}

4.3.1 OrderByToken

排序标记对象。当无 Order By 条件时，使用 Group By 作为排序条件（数据库本身规则）。

// OrderByToken.java
public final class OrderByToken implements SQLToken {
    /**
     * SQL 所在开始位置
     */
    private final int beginPosition;
}

666. 彩蛋

咳咳咳，确实有一些略长。但请相信，INSERT / UPDATE / DELETE 会简单很多很多。考试考的 SQL 最多的是什么？SELECT 语句呀！为啥，难呗。恩，我相信看到此处的你，一定是能看懂的，加油！

如果对本文有不理解的地方，可以关注我的公众号（芋艿的后端小屋）获得微信号，我们来一场，1 对 1 的搞基吧，不不不，是交流交流。

道友，帮我分享一波怎么样？

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原文地址：https://www.cnblogs.com/yunai/p/7289957.html