ONLY_FULL_GROUP_BY是MySQL提供的一个sql_mode,通过这个sql_mode来提供SQL语句“分组求最值”合法性的检查,在MySQL的sql_mode为非ONLY_FULL_GROUP_BY语义时。一条select语句,MySQL允许target list中输出的表达式是除聚集函数或group by column以外的表达式,但这个表达式的值可能在经过group by操作后变成了未知的,例如:
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create table emp(id int primary key, ename varchar(20), sal decimal(10, 2), deptno int);
insert into emp select 1001,'emp_1001',100.00,10;
insert into emp select 1002,'emp_1002',200.00,10;
insert into emp select 1003,'emp_1003',300.00,20;
insert into emp select 1004,'emp_1004',400.00,20;
insert into emp select 1005,'emp_1005',500.00,30;
insert into emp select 1006,'emp_1006',600.00,30;
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其中,empno是员工编号,ename是员工姓名,sal是工资,deptno是员工所在部门号。
业务的需求是,求出每个部门中工资最高的员工的相关信息。
在MySQL 5.6中,可能会看见这种写法:
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mysql> select deptno,ename,max(sal) from emp group by deptno;
+--------+----------+----------+
| deptno | ename | max(sal) |
+--------+----------+----------+
| 10 | emp_1001 | 200.00 |
| 20 | emp_1003 | 400.00 |
| 30 | emp_1005 | 600.00 |
+--------+----------+----------+
3 rows in set (0.00 sec)
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实在不明白,这里的ename在业务层有何意义,毕竟,他并不是工资最高的那位员工。但仔细观察会发现,ename值也算有规律,总是分组后的第一条记录。由此,在5.6中,我们可以通过下面这个SQL来实现这个需求,算是一种投机方式。
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SELECT
deptno,ename,sal
FROM
( SELECT * FROM emp ORDER BY sal DESC ) t
GROUP BY deptno;
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得到结果如下:
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+--------+----------+--------+
| deptno | ename | sal |
+--------+----------+--------+
| 10 | emp_1002 | 200.00 |
| 20 | emp_1004 | 400.00 |
| 30 | emp_1006 | 600.00 |
+--------+----------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
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而对于语义限制都比较严谨的多家数据库,如SQLServer、Oracle、PostgreSql都不支持select target list中出现语义不明确的列,这样的语句在这些数据库中是会被报错的,这也是SQL92的标准。所以从MySQL 5.7版本开始修正了这个语义,就是我们所说的ONLY_FULL_GROUP_BY语义。
例如,查看MySQL 5.7默认的sql_mode如下:
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mysql> select @@global.sql_mode;
ONLY_FULL_GROUP_BY,STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION
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所以,对于同样的SQL,我们在MySQL 5.7再跑一次就会报错了,刚才通过的查询语句被MySQL拒绝掉了!如下错误:
ERROR 1055 (42000): Expression #2 of SELECT list is not in GROUP BY clause and contains nonaggregated column 't.ename' which is not functionally dependent on columns in GROUP BY clause; this is incompatible with sql_mode=only_full_group_by
在ONLY_FULL_GROUP_BY模式下,因为target list中的ename没有出现在聚集函数中,并且也没有出现在group by list中,所以MySQL给拒绝了。这也是MySQL 5.6升级到MySQL 5.7需要注意的地方。如果我们去掉ONLY_FULL_GROUP_BY模式,如下操作:
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mysql> set session sql_mode='STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION';
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现在,我们在去掉ONLY_FULL_GROUP_BY语义的MySQL 5.7上把刚才的查询再次执行,得到结果如下:
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+--------+----------+--------+
| deptno | ename | sal |
+--------+----------+--------+
| 10 | emp_1001 | 100.00 |
| 20 | emp_1003 | 300.00 |
| 30 | emp_1005 | 500.00 |
+--------+----------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
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结果竟然跟5.6不一样。
实际上,在MySQL5.7中,对该SQL进行了改写,改写后的SQL可通过show warnings查看。
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mysql> explain SELECT deptno,ename,sal FROM ( SELECT * FROM emp ORDER BY sal DESC ) t GROUP BY deptno;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+---------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+---------------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 6 | 100.00 | Using temporary; Using filesort |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+---------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> show warnings;
+-------+------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Level | Code | Message |
+-------+------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Note | 1003 | /* select#1 */ select `employees`.`emp`.`deptno` AS `deptno`,`employees`.`emp`.`ename` AS `ename`,`employees`.`emp`.`sal` AS `sal` from `employees`.`emp` group by `employees`.`emp`.`deptno` |
+-------+------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)
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从改写后的SQL来看,其消除了子查询,导致结果未能实现预期效果。但可通过修改optimizer_switch来加以规避(setoptimizer_switch=”derived_merge=off”),derived_merge是MySQL 5.7引入的,其会试图将derived table(派生表,from后面的子查询)、视图引用、共用表表达式与外层表进行合并。
Tips:所以很多从5.6升级到5.7时,为了语法兼容,大部分都会选择调整sql_mode,使其保持跟5.6一致,为了尽量兼容程序。但是这个问题也是需要注意的,不要以为这种投机的写法不会有人用。在stackoverflow中,该实现的点赞数就有116个,由此可见其受众之广。
所以ONLY_FULL_GROUP_BY的语义就是确定select target list中的所有列的值都是明确语义,简单的说来,在ONLY_FULL_GROUP_BY模式下,target list中的值要么是来自于聚集函数的结果,要么是来自于group by list中的表达式的值。但是由于表达式的表现形式非常丰富,对于MySQL来说,很难精确的确定一些表达式的输出结果是明确的,比如:
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mysql> select deptno from emp group by deptno+1;
ERROR 1055 (42000): Expression #1 of SELECT list is not in GROUP BY clause and contains nonaggregated column 'employees.emp.deptno'
which is not functionally dependent on columns in GROUP BY clause; this is incompatible with sql_mode=only_full_group_by
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在上面的查询语句中,其实count的值也是能被唯一确定的,但是由于程序无法分析出这种复杂的关系,所以这条查询也被拒绝掉了。
因此,如果查询语句中的target list,having condition或者order by list里引用了的表达式不是聚集函数,但是和group by list中的表达式严格匹配,该语句也是合法的(deptno+1和deptno+1是严格匹配的,deptno+1和deptno+2在MySQL认为是不严格匹配的, deptno+1和1+deptno也是不严格匹配的)。
如下严格匹配模式下,查询是没有问题的。
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mysql> select deptno+1 from emp group by deptno+1;
+----------+
| deptno+1 |
+----------+
| 11 |
| 21 |
| 31 |
+----------+
3 rows in set (0.00 sec)
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这条语句target list中的deptno+1和group by中的deptno+1是严格匹配的,所以MySQL认为target list中的deptno+1是语义明确的,因此该语句可以通过。
再看下面这条语句:
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mysql> select deptno+1 as a from emp group by a order by deptno+1 desc;
+------+
| a |
+------+
| 31 |
| 21 |
| 11 |
+------+
3 rows in set (0.00 sec)
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MySQL允许target list中对于非聚集函数的alias column被group by、having condition以及order by语句引用,从上面两条语句可以看出,group by和order by中引用了alias column,并且其等价于基础列语义。
总结一下:MySQL对于ONLY_FULL_GROUP_BY语义的判断规则是,如果group by list中的表达式是basic column,那么target list中允许出现表达式是group by list中basic column或者alias column的组合结果,如果group by list中的表达式是复杂表达式(非basic column或者alias column),那么要求target list中的表达式必须能够严格和group by list中的表达式进行匹配,否者这条查询会被认为不合法。
其实分组求最值是一个很普遍的需求。下面具体来看看,MySQL中有哪些实现方式。
方法一:
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SELECT
e.deptno,
ename,
sal
FROM
emp e,
( SELECT deptno, max( sal ) maxsal FROM emp GROUP BY deptno ) t
WHERE
e.deptno = t.deptno
AND e.sal = t.maxsal;
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方法二:
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SELECT
a.deptno,
a.ename,
a.sal
FROM
emp a
LEFT JOIN emp b ON a.deptno = b.deptno
AND a.sal < b.sal
WHERE
b.sal IS NULL;
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性能呢?
方法一执行计划:
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mysql> desc SELECT e.deptno,ename,sal FROM emp e, ( SELECT deptno, max( sal ) maxsal FROM emp GROUP BY deptno ) t WHERE e.deptno = t.deptno AND e.sal = t.maxsal;
+----+-------------+------------+------------+-------+----------------+----------------+---------+-------------------+------+----------+----------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+------------+------------+-------+----------------+----------------+---------+-------------------+------+----------+----------------------------------------+
| 1 | PRIMARY | <derived2> | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 4 | 100.00 | Using where |
| 1 | PRIMARY | e | NULL | ref | idx_deptno_sal | idx_deptno_sal | 11 | t.deptno,t.maxsal | 1 | 100.00 | Using join buffer (Batched Key Access) |
| 2 | DERIVED | emp | NULL | range | idx_deptno_sal | idx_deptno_sal | 5 | NULL | 4 | 100.00 | Using index for group-by |
+----+-------------+------------+------------+-------+----------------+----------------+---------+-------------------+------+----------+----------------------------------------+
3 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
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在有复合索引(deptno, sal)的情况下,结果瞬间就能出来应该。根据执行计划,先将group by的结果放到临时表中,然后再将该临时表作为驱动表,来和emp表进行关联查询。驱动表小(只有3条记录),关联列又有索引,无怪乎,结果能秒出。
方法二执行计划:
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mysql> explain SELECT a.deptno,a.ename,a.sal FROM emp a LEFT JOIN emp b ON a.deptno = b.deptno AND a.sal < b.sal WHERE b.sal IS NULL;
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+--------------------+------+----------+--------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+--------------------+------+----------+--------------------------+
| 1 | SIMPLE | a | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 6 | 100.00 | NULL |
| 1 | SIMPLE | b | NULL | ref | idx_deptno_sal | idx_deptno_sal | 5 | employees.a.deptno | 2 | 16.67 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+--------------------+------+----------+--------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
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两表关联查询。其犯了SQL优化中的两个大忌。驱动表对于优化器来说,没办法自由选择,只能使用a表,所以a表如果越大就越慢。被驱动表虽然也有索引,但从执行计划上看,其只使用了复合索引(deptno,sal)中的deptno,如果deptno选择性太低,则越慢。
所以,对于分组求最值的需求,建议使用方法一,其不仅符合SQL规范,查询性能上也是最好的。
<参考>
https://mp.weixin.qq.com/s/u9Twv24IKxfHVyj62B4VtQ
http://www.ywnds.com/?p=8184