神奇的 SQL 之 联表细节 → MySQL JOIN 的执行过程（一）

开心一刻

　　我：嗨，老板娘，有冰红茶没
　　老板娘：有
　　我：多少钱一瓶
　　老板娘：3块
　　我：给我来一瓶，给，3块
　　老板娘：来，你的冰红茶
　　我：玩呐，我要冰红茶，你给我个瓶盖干哈？
　　老板娘：这是再来一瓶，我家卖完了，你去隔壁家换一下

-- 表创建与数据初始化
DROP TABLE IF EXISTS tbl_user;
CREATE TABLE tbl_user (
id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
sex TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '性别, 1:男，0:女',
create_time datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
update_time datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',
remark VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='用户表';

DROP TABLE IF EXISTS tbl_user_login_log;
CREATE TABLE tbl_user_login_log (
id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
user_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
ip VARCHAR(15) NOT NULL COMMENT '登录IP',
client TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '登录端, 1:android, 2:ios, 3:PC, 4:H5',
create_time datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='登录日志';
INSERT INTO tbl_user(user_name,sex,create_time,update_time,remark) VALUES
('何天香',1,NOW(), NOW(),'朗眉星目，一表人材'),
('薛沉香',0,NOW(), NOW(),'天星楼的总楼主薛摇红的女儿，也是天星楼的少总楼主，体态丰盈，乌发飘逸，指若春葱，袖臂如玉，风姿卓然，高贵典雅，人称“天星绝香”的武林第一大美女'),
('慕容兰娟',0,NOW(), NOW(),'武林东南西北四大世家之北世家慕容长明的独生女儿，生得玲珑剔透，粉雕玉琢，脾气却是刚烈无比，又喜着火红，所以人送绰号“火凤凰”，是除天星楼薛沉香之外的武林第二大美女'),
('苌婷',0,NOW(), NOW(),'当今皇上最宠爱的侄女，北王府的郡主，腰肢纤细，遍体罗绮，眉若墨画，唇点樱红；虽无沉香之雅重，兰娟之热烈，却别现出一种空灵'),
('柳含姻',0,NOW(), NOW(),'武林四绝之一的添愁仙子董婉婉的徒弟，体态窈窕，姿容秀丽，真个是秋水为神玉为骨，芙蓉如面柳如腰，眉若墨画，唇若点樱，不弱西子半分，更胜玉环一筹; 摇红楼、听雨轩，琵琶一曲值千金!'),
('李凝雪',0,NOW(), NOW(),'李相国的女儿，神采奕奕，英姿飒爽，爱憎分明'),
('周遗梦',0,NOW(), NOW(),'音神传人，湘妃竹琴的拥有者，云髻高盘，穿了一身黑色蝉翼纱衫，愈觉得冰肌玉骨，粉面樱唇，格外娇艳动人'),
('叶留痕',0,NOW(), NOW(),'圣域圣女，肤白如雪，白衣飘飘，宛如仙女一般，微笑中带着说不出的柔和之美'),
('郭疏影',0,NOW(), NOW(),'扬灰右使的徒弟，秀发细眉，玉肌丰滑，娇润脱俗'),
('钟钧天',0,NOW(), NOW(),'天界，玄天九部 - 钧天部的部主，超凡脱俗，仙气逼人'),
('王雁云',0,NOW(), NOW(),'尘缘山庄二小姐，刁蛮任性'),
('许侍霜',0,NOW(), NOW(),'药王谷谷主女儿，医术高明'),
('冯黯凝',0,NOW(), NOW(),'桃花门门主，娇艳如火，千娇百媚');
INSERT INTO tbl_user_login_log(user_name, ip, client, create_time) VALUES
('薛沉香', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 12:23:45'),
('苌婷', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 22:23:45'),
('慕容兰娟', '10.53.56.12',1, '2018-08-12 22:23:45'),
('何天香', '10.53.56.12',1, '2019-10-19 10:23:45'),
('柳含姻', '198.11.132.198',2, '2018-05-12 22:23:45'),
('冯黯凝', '198.11.132.198',2, '2018-11-11 22:23:45'),
('周遗梦', '198.11.132.198',2, '2019-06-18 22:23:45'),
('郭疏影', '220.181.38.148',3, '2019-10-21 09:45:56'),
('薛沉香', '220.181.38.148',3, '2019-10-26 22:23:45'),
('苌婷', '104.69.160.60',4, '2019-10-12 10:23:45'),
('王雁云', '104.69.160.61',4, '2019-10-16 20:23:45'),
('李凝雪', '104.69.160.62',4, '2019-10-17 20:23:45'),
('许侍霜', '104.69.160.63',4, '2019-10-18 20:23:45'),
('叶留痕', '104.69.160.64',4, '2019-10-19 20:23:45'),
('王雁云', '104.69.160.65',4, '2019-10-20 20:23:45'),
('叶留痕', '104.69.160.66',4, '2019-10-21 20:23:45');

SELECT * FROM tbl_user;
SELECT * FROM tbl_user_login_log;

View Code

　　单表查询

　　　　单表查询的过程比较好理解，大致如下

for each row in t1 matching range {
for each row in t2 matching reference key {
for each row in t3 {
if row satisfies join conditions, send to client
}
}
}

View Code

for each row in t1 matching range {
for each row in t2 matching reference key {
store used columns from t1, t2 in join buffer
if buffer is full {
for each row in t3 {
for each t1, t2 combination in join buffer {
if row satisfies join conditions, send to client
}
}
empty join buffer
}
}
}

if buffer is not empty {
for each row in t3 {
for each t1, t2 combination in join buffer {
if row satisfies join conditions, send to client
}
}
}

View Code 　　　　将内部循环中读取的每一行与缓冲区中的所有记录进行比较，这样就可以减少内层循环的读表次数。举个例子，如果没有 Join Buffer，驱动表有 30 条记录，被驱动表有 50 条记录，那么内层循环的读表次数应该是 30 * 50 = 1500，如果 Join Buffer 可用并可以以存 10 条记录，那么内层循环的读表次数应该是 30 / 10 * 50 = 150，被驱动表必须读取的次数减少了一个数量级。

　　　　当被驱动表在连接键上无索引且被驱动表在 WHERE 过滤条件上也没索引时，常常会采用此种算法来完成联表，如下所示

　　Index Nested-Loop

　　　　索引嵌套循环，简称 INL，是基于被驱动表的索引进行连接的算法；驱动表的记录逐条与被驱动表的索引进行匹配，避免和被驱动表的每条记录进行比较，减少了对被驱动表的匹配次数，大致流程如下图

　　　　我们来看看实际案例，先给 tbl_user_login_log 添加索引 ALTER TABLE tbl_user_login_log ADD INDEX idx_user_name (user_name); ，我们再来看联表执行计划

 　　　　可以看到 tbl_user_login_log 的索引生效了，我们再往下看

 　　　　有趣的事发生了，驱动表变成了 tbl_user_login_log ，而 tbl_user 成了被驱动表， tbl_user_login_log 走索引过滤后得到结果集，再通过 BNL 算法将结果集与 tbl_user 进行匹配。这其实是 MySQL进行了优化，因为 tbl_user_login_log 走索引过滤后得到的结果集比 tbl_user 记录数要少，所以选择了 tbl_user_login_log 作为驱动表，后面的也就理所当然了，是不是感觉 MySQL 好强大？

　　Batched Key Access

　　　　批量key访问，简称 BKA，是对 INL 算法的一种优化；

　　　　BKA 对 INL 的优化类似于 BNL 对 SNL 的优化，但又有不同； 鉴于篇幅原因，BKA 我们放到下期讲解，希望各位老哥见谅！实在是不行，你来打我呀！

总结

　　1、驱动表的选择有它的一套算法，有兴趣的可以去专研下；比较靠谱的确定方法是用 EXPLAIN

　　2、联表顺序，不是两两联合之后，再去联合第三张表，而是驱动表的一条记录穿到底，匹配完所有关联表之后，再取驱动表的下一条记录重复联表操作；

　　3、MySQL 的连接算法基于嵌套循环算法，基于不同的情况而采用不同的衍生算法

　　4、关于 ON 和 WHERE，我们下篇详细讲解，大家可以先考虑下它们的区别，以及生效时间

参考

　　Mysql多表连接查询的执行细节（一）