MySQL SELECT语法（三）JOIN语法详解

　　源自MySQL 5.7 官方手册：13.2.9.2 JOIN Syntax

SELECT select_expr
From table_references JOIN...
WHERE...

　　如上所示，MySQL支持在table_references后添加JOIN选项作为SELECT语句的一部分，当然也可以在多表的DELETE和UPDATE。

　　下面列出了JOIN的详细语法：

table_references:
    escaped_table_reference [, escaped_table_reference] ...

escaped_table_reference:
    table_reference
  | { OJ table_reference }

table_reference:
    table_factor
  | joined_table

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

joined_table:
    table_reference [INNER | CROSS] JOIN table_factor [join_specification]
  | table_reference STRAIGHT_JOIN table_factor
  | table_reference STRAIGHT_JOIN table_factor ON search_condition
  | table_reference {LEFT|RIGHT} [OUTER] JOIN table_reference join_specification
  | table_reference NATURAL [{LEFT|RIGHT} [OUTER]] JOIN table_factor

join_specification:
    ON search_condition
  | USING (join_column_list)

join_column_list:
    column_name [, column_name] ...

index_hint_list:
    index_hint [, index_hint] ...

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

index_list:
    index_name [, index_name] ...

一、表引用（table reference）

　　一个表引用也被称为一个JOIN表达式。表引用（当它引用分区表时）可能有PARTITION选项，包括一个由逗号分隔的分区，子分区或两者皆有的列表。此选项紧跟在的名字之后，并在任何别名声明之前。此选项的作用是仅从列出的分区或子分区中选择数据行，而且将忽略列表中未命名的任何分区或子分区。see Section 22.5, “Partition Selection”。

　　table_factor语法是MySQL对标准SQL中的扩展。标准SQL只接受table_reference，而不是一对括号内的列表。

　　如果table_reference项列表中的每个逗号被视为内连接（INNER JOIN），则这是保守的扩展。例如：

SELECT * FROM t1 LEFT JOIN (t2, t3, t4)
                 ON (t2.a = t1.a AND t3.b = t1.b AND t4.c = t1.c)

等价于：

SELECT * FROM t1 LEFT JOIN (t2 CROSS JOIN t3 CROSS JOIN t4)
                 ON (t2.a = t1.a AND t3.b = t1.b AND t4.c = t1.c)

在MySQL中，JOIN，CROSS JOIN，和INNER JOIN 在语义上是等价的，他们可以相互替换。但是在标准SQL中，他们不等价，INNER JOIN与ON搭配使用，CROSS JOIN搭配其它。

　　一般来说，在只有INNER JOIN操作的表达式中，括号可以被省略。MySQL还支持嵌套连接，

See Section 8.2.1.7, “Nested Join Optimization”。

　　指定索引提示（Index  hints ）能够影响MySQL优化器如何使用索引。更多信息，see Section 8.9.4, “Index Hints”.

　　优化器提示和optimizer_switch系统变量是影响优化器使用索引的其他方法。See Section 8.9.3, “Optimizer Hints”, and Section 8.9.2, “Switchable Optimizations”。

二、在编写联接时要考虑的一般因素

　　2.1 

　　可以使用tbl_name AS alias_name或tbl_name alias_name对表引用定义别名。

SELECT t1.name, t2.salary
  FROM employee AS t1 INNER JOIN info AS t2 ON t1.name = t2.name;

SELECT t1.name, t2.salary
  FROM employee t1 INNER JOIN info t2 ON t1.name = t2.name;

　　2.2 

　　table_subquery也称为FROM子句中的派生表或子查询。Section 13.2.10.8, “Derived Tables”. 

　　此类子查询必须包含别名，以便为子查询结果提供表名。一个简单的例子如下：

SELECT * FROM (SELECT 1, 2, 3) AS t1;

/*

+---+---+---+
| 1 | 2 | 3 |
+---+---+---+
| 1 | 2 | 3 |
+---+---+---+

*/

　　2.3

　　在没有连接条件的情况下，INNER JOIN和“，”（逗号）在语义上是等效的——两者都在指定的表之间产生笛卡尔积，也就是说，第一个表中的每一行都连接到第二个表中的每一行。

　　但是，逗号运算符的优先级比其它含有“JOIN”的运算符要小。如果在存在连接条件时将逗号连接与其他连接类型混合，则可能会报错：Unknown column 'col_name' in 'on clause' 。对这个问题的处理会在文章的后面讨论。

　　与ON一起使用的search_condition是可以在WHERE子句中使用的任何条件表达式。ON子句用于指明如多表如何连接，WHERE子句则限制要包含在结果集中的行。

　　2.4

　　在LEFT JOIN中，如果在右表中没有匹配ON或者USING中条件的行，则该连接中中的右表的列全都设置为NULL。你可以利用这点来查找左表A中在右表B中没有任何对应项的行：

SELECT left_tbl.*
  FROM left_tbl LEFT JOIN right_tbl ON left_tbl.id = right_tbl.id
  WHERE right_tbl.id IS NULL;

　　这个查询语句会找出左表left_tbl中这样的行：其ID值在右表right_tbl的ID列中不存在。See Section 8.2.1.8, “Outer Join Optimization”.（外连接包括LEFT JOIN和RIGHT JOIN）

　　例如，我查找学生表stu中在成绩表sc中没有任何成绩的学生：

select stu.* 
from student as stu left join sc on stu.SId=sc.SId 
where sc.SId is null;

/*

SId  | Sname | Sage                | Ssex |
+------+-------+---------------------+------+
| 09   | 张三  | 2017-12-20 00:00:00 | 女   |
| 10   | 李四  | 2017-12-25 00:00:00 | 女   |
| 11   | 李四  | 2017-12-30 00:00:00 | 女   |
| 12   | 赵六  | 2017-01-01 00:00:00 | 女   |
| 13   | 孙七  | 2018-01-01 00:00:00 | 女   |
+------+-------+---------------------+------+

*/

　　当然这里碰到了一个小问题，把查询语句的WHERE条件改成sc.SId=null时，取出的是空集：

select stu.* 
from student as stu left join sc on stu.SId=sc.SId 
where sc.SId=null;

/*

Empty set (0.08 sec)

*/

　　在WHERE子句中，column = null永远不会为true，以这种方式使用null无效，要检测值为NULL的列，必须使用IS NULL或列IS NOT NULL。关于NULL的使用有专门的章节：Working with NULL Values。

　　2.5 

　　USING（join_column_list）子句指定两个表中必须拥有的列的列表。如果表a和b都包含列c1，c2和c3，则以下连接将比较两个表中的相应列：

a LEFT JOIN b USING (c1, c2, c3)

　　2.6 

　　两个表的NATURAL [LEFT] JOIN等下于下面的情况：带有USING子句的INNER JOIN或LEFT JOIN，该子句列出了在两个表中都存在的所有的列。

　　2.7

　　RIGHT JOIN的工作方式类似于LEFT JOIN。为了使代码可以跨数据库移植，建议您使用LEFT JOIN而不是RIGHT JOIN。

　　2.8

　　语法描述中的{ OJ...}，只是为了兼容ODBC。这个花括号必须按字面编写。

SELECT left_tbl.*
    FROM { OJ left_tbl LEFT OUTER JOIN right_tbl
           ON left_tbl.id = right_tbl.id }
    WHERE right_tbl.id IS NULL;

　　您可以在{OJ ...}中使用其他类型的连接，例如INNER JOIN或RIGHT OUTER JOIN。这有助于与某些第三方应用程序兼容，但不是官方ODBC语法。

　　2.9

　　STRAIGHT_JOIN类似于JOIN，只是左表始终在右表之前读取。

　　这可以用于连接优化器以次优顺序处理表的那些（少数）情况。　

　　一些JOIN示例：

SELECT * FROM table1, table2;

SELECT * FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.id = table2.id;

SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.id = table2.id;

SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 USING (id);

SELECT * FROM table1 LEFT JOIN table2 ON table1.id = table2.id
  LEFT JOIN table3 ON table2.id = table3.id;

　　Natural join和使用USING的JOIN，包括外连接的变体，是根据SQL-2003的标准进行处理的。

　　

　　2.10

　　NATURAL连接中的冗余列不会显示。

CREATE TABLE t1 (i INT, j INT);
CREATE TABLE t2 (k INT, j INT);
INSERT INTO t1 VALUES(1, 1);
INSERT INTO t2 VALUES(1, 1);
SELECT * FROM t1 NATURAL JOIN t2;
SELECT * FROM t1 JOIN t2 USING (j);

　　第一个和第二个SELECT语句中的“j”列，都只会出现一次：

/*

+------+------+------+
| j    | i    | k    |
+------+------+------+
|    1 |    1 |    1 |
+------+------+------+

+------+------+------+
| j    | i    | k    |
+------+------+------+
|    1 |    1 |    1 |
+------+------+------+

*/

　　冗余列的消除和列的排序都是根据标准SQL进行处理，按下面的顺序展示：

• 首先，合并两个连接表的相同列，按他们在第一个表中出现的顺序排列；
• 然后，第一个表所特有的列，按它们在该表中出现的顺序排列；
• 第三，第二个表所特有的列，它们在该表中出现的顺序；

　　取代两个表的相同列的单列是通过使用coalesce（合并）操作来定义的，也就是说，对于两个t1.a和t2.a，得到的单个连接列a被定义为a = COALESCE（t1.a，t2.a）：

COALESCE(x, y) = (CASE WHEN x IS NOT NULL THEN x ELSE y END)

　　

　　如果任何其他的join操作，则连接的结果列由参与连接的表的所有列的串联组成。合并的列的定义结果是，对于外连接，如果两列中的一列始终为NULL，则合并列包含非NULL列的值。如果两列都不为NULL或者都为NULL，两个公共列具有相同的值，因此选择哪一列作为合并列的值就无关紧要了。解释这一点的一种简单方法是考虑外连接的合并列由JOIN的内部表的公共列表示。

　　假设表t1(a,b)和t2(a,c)具有以下内容：

/*

t1    t2
----  ----
1 x   2 z
2 y   3 w

*/

　　那么下面这个JOIN，列a包含的是t1.a的值：

SELECT * FROM t1 NATURAL LEFT JOIN t2;

+------+------+------+
| a    | b    | c    |
+------+------+------+
|    1 | x    | NULL |
|    2 | y    | z    |
+------+------+------+

　　而下面的JOIN，恰好相反，a列包含的是t2.a的值：

SELECT * FROM t1 NATURAL RIGHT JOIN t2;

+------+------+------+
| a    | c    | b    |
+------+------+------+
|    2 | z    | y    |
|    3 | w    | NULL |
+------+------+------+

　　将这些结果与JOIN ... ON的等效查询进行比较：

 SELECT * FROM t1 LEFT JOIN t2 ON (t1.a = t2.a);

+------+------+------+------+
| a    | b    | a    | c    |
+------+------+------+------+
|    1 | x    | NULL | NULL |
|    2 | y    |    2 | z    |
+------+------+------+------+

SELECT * FROM t1 RIGHT JOIN t2 ON (t1.a = t2.a);

+------+------+------+------+
| a    | b    | a    | c    |
+------+------+------+------+
|    2 | y    |    2 | z    |
| NULL | NULL |    3 | w    |
+------+------+------+------+

　　2.11

　　USING子句可以使用ON子句进行重写。尽管他们两个很像，但还是有所不同。

　　看下下面两个查询：

a LEFT JOIN b USING (c1, c2, c3)
a LEFT JOIN b ON a.c1 = b.c1 AND a.c2 = b.c2 AND a.c3 = b.c3

　　在筛选条件上，这两个连接在语义上是一致的。但是在“要为SELECT *扩展显示哪些列”上，这两个连接在语义上并不相同。USING连接选择相应列的合并值，而ON连接选择所有表中的所有列。

　　对使用USING的JOIN，SELECT *选择这些值：

COALESCE(a.c1, b.c1), COALESCE(a.c2, b.c2), COALESCE(a.c3, b.c3)

　　而使用ON的JOIN，SELECT *选择如下：

a.c1, a.c2, a.c3, b.c1, b.c2, b.c3

　　对于内连接，COALESCE（a.c1，b.c1）与a.c1或b.c1相同，因为两列的值都相同。

　　对于外连接（例如LEFT JOIN），两列中的一列可以为NULL。该列会从结果中略去。

　　2.12

　　ON子句只能引用其操作范围内的操作数。

CREATE TABLE t1 (i1 INT);
CREATE TABLE t2 (i2 INT);
CREATE TABLE t3 (i3 INT);

SELECT * FROM t1 JOIN t2 ON (i1 = i3) JOIN t3;

　　执这个SELECT语句会报错：Unknown column 'i3' in 'on clause' ，因为i3是t3中的一列，它不是ON子句的操作数。

　　对此语句进行修改：

SELECT * FROM t1 JOIN t2 JOIN t3 ON (i1 = i3);

　　对ON的作用范围进行测试，以下语句均能执行：

SELECT * FROM t1 JOIN t2 JOIN t3 ON (i2 = i3);
Empty set (0.00 sec)

SELECT * FROM t1 JOIN t2 JOIN t3 ON (i1 = i2);
Empty set (0.00 sec)

　　即ON对其之前的JOIN中的表的列都能引用。

　　2.13

　　JOIN比逗号操作符拥有更高的优先级，所以下面这个表达式：

t1, t2 JOIN t3

　　会被解释为：

 (t1, (t2 JOIN t3))

　　而不是：

((t1, t2) JOIN t3)

　　这个特点会影响使用ON子句的语句，因为ON子句只能引用JOIN操作的表中的列，优先级会影响对这些操作表的解释。执行如下的语句就报错了：

SELECT * FROM t1,t2 JOIN t3 ON (i1 = i2);

ERROR 1054 (42S22): Unknown column 'i1' in 'on clause'

　　而这样就能成功执行：

SELECT * FROM (t1,t2) JOIN t3 ON (i1 = i2);

Empty set (0.00 sec)

　　或者不适用逗号：

SELECT * FROM t1 join t2 JOIN t3 ON (i1 = i2);

Empty set (0.00 sec)

　　此外，INNER JOIN，CROSS JOIN，LEFT JOIN和RIGHT JOIN混合的语句中，所有这些语句的优先级都高于逗号运算符。

　　2.14

　　与SQL:2003标准相比，MySQL扩展是MySQL允许您限定NATURAL或USING连接的公共（coalesced合并）列，而标准SQL不允许这样做。