SQL语句的执行过程&SELECT语句的执行过程&包含子查询语句的SELECT语句的执行过程&举例&子查询_过程sql的查询

一、SQL语句的执行过程

1. 语法解析：数据库管理系统首先需要解析SQL语句，检查其是否符合语法规则。

2. 语义解析：解析后，系统需要根据SQL语句的类型和具体要求，检查表名、列名、数据类型、权限等各种约束条件是否满足。

3. 查询优化
   对于查询语句，数据库管理系统需要对其进行优化，以便提高查询速度和效率。查询优化是一个复杂的过程，它的目的是找到最优的查询计划，以便在最短时间内返回查询结果。查询优化包括选择最佳的索引、使用缓存和预处理语句等。

4. 执行计划生成
   在查询优化后，系统会生成一个执行计划，该计划描述了如何获取查询结果，包括访问哪些表，采用哪些索引，以及如何连接各个表等。执行计划通常包括以下步骤：

   • 扫描表：数据库会从磁盘读取数据，并在内存中创建一个临时结果集。
   • 进行过滤：根据查询条件过滤结果集中的数据。
   • 进行聚合：如果查询需要进行聚合操作，则对结果集中的数据进行聚合。
   • 进行排序：如果查询需要排序，则对结果集中的数据进行排序。
   • 返回结果：最后，数据库将结果集返回给客户端应用程序。

5. 数据访问
   执行计划生成后，系统开始执行SQL语句，读取或修改数据。

6. 结果返回
   最后，系统将查询结果返回给用户或应用程序。

总之，SQL语句的执行过程是一个复杂的过程，它涉及到许多不同的组件和技术，包括词法分析、语法分析、查询优化、锁定和并发控制等。了解SQL执行过程的细节可以帮助我们更好地理解和调试SQL语句，并且可以提高SQL查询的性能和可靠性。

二、一条SELECT语句的执行过程

当解析和执行一个SELECT语句时，SQL引擎的执行过程大致可以分为以下几个步骤：

1. 语法解析：首先，数据库管理系统（DBMS）会解析SELECT语句的语法，确保其符合SQL语言的规范和语法要求。如果SELECT语句有语法错误，则会返回错误消息。

2. 语义检查：语法检查通过后，DBMS会检查语句中引用的表是否存在，并检查列名和数据类型是否正确。如果存在错误，则会返回错误消息。

3. 查询优化：接下来，DBMS会尝试找到最优的查询计划，以便快速地从数据库中检索所需的数据。这个过程叫做查询优化。

4. 表扫描：根据FROM子句中指定的表名或视图名，查找并读取对应的数据表或视图的数据。如果FROM子句使用了JOIN语句或子查询，则需要对多个数据表或多个SELECT语句的结果集进行关联或组合。

5. WHERE子句过滤：根据WHERE子句中指定的条件，对查询结果进行过滤，只返回符合条件的行。这里的WHERE子句可能包含一些子查询，用于限制行的范围。

6. GROUP BY子句分组：如果查询包含GROUP BY子句，SQL引擎会根据GROUP BY子句中指定的列将查询结果集进行分组。

7. HAVING子句过滤：根据HAVING子句中指定的条件，对分组后的查询结果进行过滤，只返回符合条件的行。这里的HAVING子句可能包含一些子查询，用于限制行的范围。

8. SELECT子句计算：根据SELECT子句中指定的表达式，对查询结果中的每一行进行计算，生成查询结果集中的每一列数据。

具体来说，在执行 SELECT 子句时，DBMS 会执行以下步骤：

1. 从查询结果集的源数据集中取出需要的列数据。

2. 根据 SELECT 子句中指定的表达式，对每一行数据进行计算。这些表达式可以是列名、算术表达式、聚合函数等等。

3. 将计算结果作为查询结果集的一列，添加到结果集中返回给用户。

需要注意的是，如果 SELECT 子句中指定的表达式中包含聚合函数（如 COUNT、SUM、AVG 等），那么 DBMS 在执行计算时会按照 GROUP BY 子句中指定的字段对数据进行分组，然后对每个分组应用聚合函数，从而计算出每个分组的聚合值，并将其作为一个新的列返回给用户。

     9. ORDER BY子句排序：如果查询包含ORDER BY子句，SQL引擎会根据ORDER BY子句中             指定的列对查询结果集进行排序。ORDER BY 子句用于对查询结果进行排序，并将排序后             的结果返回给用户。

    10. LIMIT：取出指定行的记录，返回结果集。

    11. 结果集返回：最后，SQL引擎将查询结果集返回给客户端应用程序，完成整个查询过程。

三、包含子查询语句的SELECT语句的执行过程

1. 解析SQL语句：将SQL语句解析成语法树，并对语法树进行语义分析。语法树是一个树状结构，它将SQL语句中的各个元素按照一定的规则组织起来，以便数据库引擎进行处理。

2. 执行子查询：对子查询进行解析和语义分析，并生成子查询的结果集。子查询是一个嵌套在外部查询中的查询，它可以返回一组值，这组值可以作为外部查询的过滤条件或计算条件。子查询可以是一个SELECT语句、一个表达式、一个常量或者一个函数调用。

   子查询的执行过程类似于普通的SELECT语句的执行过程，也需要进行解析、优化和执行。数据库引擎会首先解析子查询，然后生成执行计划，最后执行查询并返回结果集。如果子查询中包含其他子查询，则需要按照嵌套的层次依次执行。子查询的结果集可以存储在内存或者磁盘中，以便后续查询操作快速访问。

3. 执行外部查询：使用子查询的结果集进行处理，生成一个临时的虚拟表格。该表格包含了所有符合外部查询条件的行和子查询结果集中的所有行。外部查询可以使用该虚拟表格进行排序、分组、聚合等操作。如果外部查询中包含了GROUP BY、HAVING、ORDER BY、DISTINCT等关键字，那么在处理过程中需要对临时表格进行分组、聚合、排序等操作。

4. 返回结果集：将临时表格中的数据按照需要的顺序返回给用户。如果存在LIMIT限制，则只返回指定的行数。在返回结果集之前，数据库引擎还需要对结果集进行格式化，包括将日期、时间等数据类型转换成适当的格式，将NULL值转换成适当的表示方式等。

需要注意的是，在执行包含子查询语句的SELECT语句时，数据库引擎会优化查询计划，以提高查询性能。通常情况下，数据库引擎会将子查询的结果集存储在内存或者磁盘中，以便后续查询操作快速访问。另外，如果外部查询中的WHERE条件能够过滤掉大部分不符合条件的行，那么数据库引擎也会尽可能地减少扫描的数据量，以提高查询性能。

四、举例

SELECT cust_name,
               cust_state,
               (SELECT count(*) FROM orders WHERE orders.cust_id=customers.cust_id) AS orders FROM customers
ORDER BY cust_name;

假设我们有以下的"customers"表和"orders"表：

customers表：

orders表：

现在我们执行上述查询将返回以下结果

 在这个查询中，内部查询：

SELECT count(*)
FROM orders 
WHERE orders.cust_id=customers.cust_id

将对"orders"表进行筛选，找到与"customers"表中当前行所对应的客户ID相同的所有订单。然后，计算这些订单的数量，并将结果作为新列"orders"添加到外部查询结果集中的当前行。

在查询的执行过程中，SQL引擎首先会执行外部查询：

SELECT cust_name,
       cust_state,
       (SELECT count(*)
        FROM orders 
        WHERE orders.cust_id=customers.cust_id) AS orders
FROM customers

获取"customers"表中的所有记录，然后对于每一行记录，执行内部查询，计算该客户的订单数，并将结果添加到当前行的"orders"列中。最后，按照"cust_name"列对结果集进行排序，并将结果集返回给客户端应用程序。总之，在这个查询中，子查询是从内向外处理的，内部查询会在外部查询的每一行记录中执行一次。

再仔细一点就是，

1. 执行FROM子句

   • 执行"FROM customers"子句，从"customers"表中获取所有的行。

2. 执行内部查询

   • 对于每一行，执行内部查询"SELECT count(*) FROM orders WHERE orders.cust_id=customers.cust_id"。
   • 这里的"customers.cust_id"是外部查询中的列，它与内部查询中的"orders.cust_id"进行比较，以确定当前顾客的订单数。

3. 执行外部查询

   • 对于每一行，获取"cust_name"和"cust_state"列的值。
   • 对于每一行，获取子查询的结果，即"orders"列的值。
   • 对于每一行，将"cust_name"、"cust_state"和"orders"列的值组合成一个新的行。
   • 对结果集进行处理和返回，按"cust_name"列进行排序。

总之，子查询的结果可以作为外部查询的一部分，就像是内层循环和外层循环一样。内层循环会为每个外层循环迭代生成不同的结果，这就是从内向外处理的过程。 

五、子查询

在MySQL中，子查询是一种嵌套在其他查询中的查询语句。子查询可以出现在SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE语句中。

MySQL支持两种类型的子查询：

1. 内部子查询：内部子查询在主查询中运行，使用主查询返回的数据来过滤内部子查询的结果。

2. 外部子查询：外部子查询在主查询之外运行，将结果嵌套到主查询中使用。

内部子查询是嵌套在主查询中的子查询，它在主查询之前运行，并且返回一个单一的值（标量子查询）或一组值（行子查询）。内部子查询通常用于过滤主查询的结果，或者用于在主查询中进行聚合计算。

以下是一个使用内部子查询的示例：

假设有一个名为 customers 的表，存储了客户的信息，另一个名为 orders 的表，存储了订单信息。我们想要查找每个客户的订单数量，并将结果按照订单数量降序排序。我们可以使用内部子查询来实现这个查询：

SELECT cust_name, 
       (SELECT COUNT(*) 
        FROM orders 
        WHERE orders.cust_id = customers.cust_id) AS order_count
FROM customers
ORDER BY order_count DESC;

在这个查询中，内部子查询 (SELECT COUNT(*) FROM orders WHERE orders.cust_id = customers.cust_id) 用于计算每个客户的订单数量。外部查询用于选择客户名和订单数量，并按照订单数量进行排序。

外部子查询则是一个独立的子查询，它在主查询之后运行，并将其结果传递给主查询。外部子查询通常用于在主查询中使用子查询的结果进行过滤、排序或聚合计算。

以下是一个使用外部子查询的示例：

假设我们有一个名为 products 的表，存储了产品的信息，另一个名为 sales 的表，存储了每个产品的销售记录。我们想要查找每个产品的销售总额，并选择销售总额大于平均销售总额的产品。我们可以使用外部子查询来实现这个查询：

SELECT product_name, 
       SUM(sales_amount) AS total_sales
FROM sales 
JOIN products ON sales.product_id = products.product_id
GROUP BY product_name
HAVING total_sales > (SELECT AVG(total_sales) FROM 
                      (SELECT SUM(sales_amount) AS total_sales 
                       FROM sales 
                       GROUP BY product_id) AS sales_totals);

在这个查询中，外部子查询 (SELECT AVG(total_sales) FROM (SELECT SUM(sales_amount) AS total_sales FROM sales GROUP BY product_id) AS sales_totals) 用于计算所有产品的平均销售总额。主查询用于选择产品名称和销售总额，并使用外部子查询的结果进行过滤。

子查询最常见的使用是在WHERE子句的IN操作符中，以及用来填充计算列。填充计算列如上所示，IN操作符，我们接下来举一个简单的例子。

假设有两个表：orders和customers，其中orders表包含订单信息，customers表包含客户信息。现在需要查询所有来自美国的客户的订单信息。可以使用子查询与IN操作符来实现

SELECT *
FROM orders
WHERE cust_id IN (SELECT cust_id
                  FROM customers
                  WHERE cust_country = 'USA');

上述查询中，子查询 (SELECT cust_id FROM customers WHERE cust_country = 'USA') 用于获取所有来自美国的客户的 cust_id，然后将其作为IN操作符的参数，查询所有在这些客户下的订单信息。