一文解析 SQL 的执行顺序

这篇文章主要介绍关于 SQL 的执行顺序是怎样的，SQL 在执行顺序中最先执行的是 FROM 操作，最后执行 LIMIT；在执行每一个操作的时候都会产生一张虚拟的表，但执行过程中产生的表不会对用户展示，只有最后一张表作为输出结果呈现给用户。

1. SQL执行过程

select 语句的完整语法如下：

(9)  SELECT
        (10) DISTINCT column,
        (6)  AGG FUNC(column or expression), ...
(1)  FROM left tab1
        (3)  JOIN right tab2
        (2)  ON tab1.column = tab2.column
(4)  WHERE constraint_expression
(5)  GROUP BY column
(7)  WITH CUBE ROLLUP
(8)  HAVING constraint_expression
(11) ORDER BY column ASC|DESC
(12) LIMIT count OFFSET count;

1.1 FROM 执行笛卡尔积

FROM 才是 SQL 语句执行的第一步，并非 SELECT 。对 FROM 子句中的前两个表执行笛卡尔积（交叉联接），生成虚拟表 VT1，获取不同数据源的数据集。

FROM 子句执行顺序为从后往前、从右到左，FROM 子句中写在最后的表（基础表 driving table）将被最先处理，即最后的表为驱动表，当 FROM 子句中包含多个表的情况下，我们需要选择数据最少的表作为基础表。

1.2 ON 应用ON过滤器

对虚拟表 VT1 应用 ON 筛选器，ON 中的逻辑表达式将应用到虚拟表 VT1 中的各个行，筛选出满足 ON 逻辑表达式的行，生成虚拟表 VT2 。

1.3 JOIN 添加外部行

如果指定了 OUTER JOIN 保留表中未找到匹配的行将作为外部行添加到虚拟表 VT2，生成虚拟表 VT3。保留表如下：

• LEFT OUTER JOIN 把左表记为保留表
• RIGHT OUTER JOIN 把右表记为保留表
• FULL OUTER JOIN 把左右表都作为保留表

在虚拟表 VT2 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。

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1~3，直到处理完所有的表为止。

1.4 WHERE 应用WEHRE过滤器

对虚拟表 VT3 应用 WHERE 筛选器。根据指定的条件对数据进行筛选，并把满足的数据插入虚拟表 VT4。

• 由于数据还没有分组，因此现在还不能在 WHERE 过滤器中使用聚合函数对分组统计的过滤。
• 同时，由于还没有进行列的选取操作，因此在 SELECT 中使用列的别名也是不被允许的。

1.5 GROUP BY 分组

按 GROUP BY 子句中的列/列表将虚拟表 VT4 中的行唯一的值组合成为一组，生成虚拟表VT5。如果应用了 GROUP BY，那么后面的所有步骤都只能得到的虚拟表 VT5 的列或者是聚合函数（count、sum、avg等）。原因在于最终的结果集中只为每个组包含一行。

同时，从这一步开始，后面的语句中都可以使用 SELECT 中的别名。

1.6 AGG_FUNC 计算聚合函数

计算 max 等聚合函数。SQL Aggregate 函数计算从列中取得的值，返回一个单一的值。常用的 Aggregate 函数包涵以下几种：

• AVG：返回平均值
• COUNT：返回行数
• FIRST：返回第一个记录的值
• LAST：返回最后一个记录的值
• MAX： 返回最大值
• MIN：返回最小值
• SUM： 返回总和

1.7 WITH 应用ROLLUP或CUBE

对虚拟表 VT5 应用 ROLLU P或 CUBE 选项，生成虚拟表 VT6。

CUBE 和 ROLLUP 区别如下：

• CUBE 生成的结果数据集显示了所选列中值的所有组合的聚合。
• ROLLUP 生成的结果数据集显示了所选列中值的某一层次结构的聚合。

1.8 HAVING 应用HAVING过滤器

对虚拟表 VT6 应用 HAVING 筛选器。根据指定的条件对数据进行筛选，并把满足的数据插入虚拟表 VT7。

HAVING 语句在 SQL 中的主要作用与 WHERE 语句作用是相同的，但是 HAVING 是过滤聚合值，在 SQL 中增加 HAVING 子句原因就是，WHERE 关键字无法与聚合函数一起使用，HAVING 子句主要和 GROUP BY 子句配合使用。

1.9 SELECT 选出指定列

将虚拟表 VT7 中的在 SELECT 中出现的列筛选出来，并对字段进行处理，计算 SELECT 子句中的表达式，产生虚拟表 VT8。

1.10 DISTINCT 行去重

将重复的行从虚拟表 VT8 中移除，产生虚拟表 VT9。DISTINCT 用来删除重复行，只保留唯一的。

1.11 ORDER BY 排列

将虚拟表 VT9 中的行按 ORDER BY 子句中的列/列表排序，生成游标 VC10 ，注意不是虚拟表。因此使用 ORDER BY 子句查询不能应用于表达式。同时，ORDER BY 子句的执行顺序为从左到右排序，是非常消耗资源的。

1.12 LIMIT/OFFSET 指定返回行

从 VC10 的开始处选择指定数量行，生成虚拟表 VT11，并返回调用者。

2. 笛卡尔积：

两个集合 R 和 S 的笛卡尔积可表示为：R * S；第一个对象是 R 的成员而第二个对象是 S 的所有可能有序对的其中一个成员。