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  • Sql连接操作

    千次阅读 2018-11-02 10:43:01
    自然连接(natural join) 自然连接(Natural join)是一种特殊的等值连接,它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组,并且在结果中把重复的属性列去掉。 如果关系R与S具有相同的属性组B,且该属性组的值...

    前言

    在介绍一下的内容之前,先介绍两个表:R和S,内容如下:

    表R

    A B C
    a1 b1 1
    a2 b2 2
    a3 b2 3
    a4 b3 4

    img

    表S

    B D
    b1 5
    b2 6
    b4 7

    img

    笛卡尔积

    两个表的笛卡尔积定义为:
    R×S={<t,g>tRANDgS} R \times S = \{<t,g> \mid t \in R \quad AND \quad g \in S\}
    即把两个表联系起来,列数为两表之和,行数为两表之积。
    如上面的两个表做笛卡尔积得到下面的表

    A B C B D
    a1 b1 1 b1 5
    a1 b1 1 b2 6
    a1 b1 1 b4 7
    a2 b2 2 b1 5
    a2 b2 2 b2 6
    a2 b2 2 b4 7
    a3 b2 3 b1 5
    a3 b2 3 b2 6
    a3 b2 3 b4 7
    a4 b3 4 b1 5
    a4 b3 4 b2 6
    a4 b3 4 b4 7

    笛卡尔积的sql语句如下:

    select * from R as r, S as s;
    

    img

    连接

    连接操作定义如下:

    R<>S=σ<>(R×S) R\bowtie_{<连接条件>}S = \sigma_{<连接条件>}(R\times S)

    连接即先做笛卡尔积,再在笛卡尔积生成的表上根据连接条件进行过滤。
    笛卡尔积包含两个表之间的所有组合,连接只包含满足连接条件的组合。
    没有连接条件的连接就是笛卡尔积。

    连接条件为两关系中对应属性的比较,对应的属性不一定同名,但是类型要一样。
    连接条件的普遍形式为:条件A and 条件2 and 条件3 … 条件k

    其中每个条件的普遍形式为: AiθBjθ{=,,<,,>,}A_{i} \theta B_{j}\quad \theta \in \{ =, \neq, <, \le, >, \ge\}

    各种连接的概念

    内连接

    向上面用 =,,<,,>,=, \neq, <, \le, >, \ge这种比较运算符判断条件的叫内连接。

    即内连接包括等值连接,不等值连接,自然连接(可以看做特殊的等值连接)。

    等值连接

    如果所有的条件的θ\theta都为==,则这种连接称为等值连接。

    如连接R和S中B列相等的值。

    select * from S join R on S.B = R.B;
    

    img

    注意:

    select * from S join R;
    
    select * from S, R;
    

    上面两句是等价的。两者都可以看成是两表之间的笛卡尔积。

    自然连接

    在等值连接的结果中,对应属性的值是相同的,没有必要重复列出,只在两个属性之间取一
    个,这种消除冗余属性的等值连接称为自然连接。

    如R和S的自然连接会去除重复的B这一列,并且比较B相等的值。
    R和S自然连接的结果:

    B D A C
    b1 5 a1 1
    b2 6 a2 2
    b2 6 a3 3

    sql语句如下:

    select * from S natural join R;
    

    img

    不等值连接

    使用除了等号的其他运算符:<,,>,,<, \leq, >, \ge, \ne 叫不等值连接

    外连接

    外连接是除了内连接的结果,还包括其中一个表或两个表的所有结果。具体理解看下面
    每一类的说明。

    外连接分为三类:左(外)连接,右(外)连接,全(外)连接。

    左(外)连接(left join or left outer join)

    左连接会从左表返回所有的行,即使与右表没有匹配。

    如连接条件为R.B=S.B时的等值连接会返回三行,当为左连接时,
    如R left join S,R的B=b3这一行一会返回,即使S中没有B=b3这一行。
    由于S中没有B=b3这一行,S中的值就被赋值为NULL(数据库不同,值可能不同)。

    select * from R left join S on R.B = S.B;
    

    img

    从上图可以看到,右表中不匹配的值为NULL

    右(外)连接(right join or right outer join)

    右连接与左连接相反,右连接会从右表中返回所有行,即使与左表不匹配。

    直接看实例

    select * from R right join S on R.B = S.B;
    

    img

    左连接和右连接的联系

    相对的操作。直接看下面的代码

    select * from R left join S on R.B = S.B;
    select * from S right join R on R.B = S.B;
    

    上面两句结果相同,交换两表的位置,把左连接变为右连接。

    可以看到 S.B = b4在R中没有,但是还是返回结果,R中的值设为NULL。

    全外连接(full join or full outer join)

    全连接即两表的左连接与右连接的并集。

    像mariadb没有全连接full join方法,就是用左连接并上右连接:left join union right join

    select * from R left join S on R.B = S.B 
    union 
    select * from R right join S on R.B = S.B;
    

    img

    其他

    交叉连接:网上有一些叫法,其实就是笛卡尔积,也是无条件连接。

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  • 用两个表(a_table、b_table),关联字段a_table.a_id和b_table.b_id来演示一下MySQL的内连接、外连接( 左(外)连接、右(外)连接、全(外)连接)。 MySQL版本:Server version: 5.6.31 MySQL Community Server ...

    用两个表(a_table、b_table),关联字段a_table.a_id和b_table.b_id来演示一下MySQL的内连接、外连接( 左(外)连接、右(外)连接、全(外)连接)。

    MySQL版本:Server version: 5.6.31 MySQL Community Server (GPL)

    数据库表:a_table、b_table

    主题:内连接、左连接(左外连接)、右连接(右外连接)、全连接(全外连接)

    前提

    建表语句:

    CREATE TABLE `a_table` (
      `a_id` int(11) DEFAULT NULL,
      `a_name` varchar(10) DEFAULT NULL,
      `a_part` varchar(10) DEFAULT NULL
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
    CREATE TABLE `b_table` (
      `b_id` int(11) DEFAULT NULL,
      `b_name` varchar(10) DEFAULT NULL,
      `b_part` varchar(10) DEFAULT NULL
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

    表测试数据:



    一、内连接

    关键字:inner join on
    语句:select * from a_table a inner join b_table bon a.a_id = b.b_id;
    执行结果:


    说明:组合两个表中的记录,返回关联字段相符的记录,也就是返回两个表的交集(阴影)部分。

    二、左连接(左外连接)

    关键字:left join on / left outer join on
    语句:select * from a_table a left join b_table bon a.a_id = b.b_id;
    执行结果:


    说明:
    left join 是left outer join的简写,它的全称是左外连接,是外连接中的一种。
    左(外)连接,左表(a_table)的记录将会全部表示出来,而右表(b_table)只会显示符合搜索条件的记录。右表记录不足的地方均为NULL。

    三、右连接(右外连接)

    关键字:right join on / right outer join on
    语句:select * from a_table a right outer join b_table b on a.a_id = b.b_id;
    执行结果:


    说明:
    right join是right outer join的简写,它的全称是右外连接,是外连接中的一种。
    与左(外)连接相反,右(外)连接,左表(a_table)只会显示符合搜索条件的记录,而右表(b_table)的记录将会全部表示出来。左表记录不足的地方均为NULL。


    四、全连接(全外连接)

    MySQL目前不支持此种方式,可以用其他方式替代解决。

    五、补充,MySQL如何执行关联查询

    MySQL认为任何一个查询都是一次“关联”,并不仅仅是一个查询需要到两个表匹配才叫关联,所以在MySQL中,每一个查询,每一个片段(包括子查询,甚至基于单表查询)都可以是一次关联。
    当前MySQL关联执行的策略很简单:MySQL对任何关联都执行嵌套循环关联操作,即MySQL先在一个表中循环取出单条数据,然后在嵌套循环到下一个表中寻找匹配的行,依次下去,直到找到所有表中匹配的行为止。然后根据各个表匹配的行,返回查询中需要的各个列。请看下面的例子中的简单的查询:

    查询语句:select tbl1.col1, tbl2.col2 from tbl1 inner join tbl2 using(col3) where tbl1.col1 in (5, 6);
    假设MySQL按照查询中的表顺序进行关联操作,我们则可以用下面的伪代码表示MySQL将如何完成这个查询:
    outer_iter = iterator over tbl1 where col1 in (5, 6)
    outer_row = outer_iter.next
    while outer_row
        inner_iter = iterator over tbl2 where col3 = outer_row.col3
        inner_row = inner_iter.next
        while inner_row
            output [ outer_row.col1, inner_row.col2]
            inner_row = inner_iter.next
        end
        outer_row = outer_iter.next
    end
    上面的执行计划对于单表查询和多表关联查询都适用,如果是一个单表查询,那么只需要上面外层的基本操作。对于外连接,上面的执行过程仍然适用。例如,我们将上面的查询语句修改如下:
    select tbl1.col1, tbl2.col2 from tbl1 left outer join tbl2 using(col3) where tbl1.col1 in (5, 6);
    那么,对应的伪代码如下:
    outer_iter = iterator over tbl1 where col1 in (5, 6)
    outer_row = outer_iter.next
    while outer_row
        inner_iter = iterator over tbl2 where col3 = outer_row.col3
        inner_row = inner_iter.next
        if inner_row
            while inner_row
                output [ outer_row.col1, inner_row.col2]
                inner_row = inner_iter.next
            end
        else
            output [ outer_row.col1, null]
        end
            outer_row = outer_iter.next
    end
    说明:第五部分摘自《高性能MySQL 第三版》








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  • SQL的连接分为三种:内连接、外连接、交叉连接

    万次阅读 多人点赞 2018-03-31 20:08:40
    先给出两张表:一、内连接: 内连接(INNER JOIN):有两种,显式的和隐式的,返回连接表中符合连接条件和查询条件的数据行。(所谓的链接表就是数据库在做查询形成的中间表)。1、等值连接 概念:在连接条件中...

    先给出两张表:


    一、内连接:

        内连接(INNER JOIN):有两种,显式的和隐式的,返回连接表中符合连接条件和查询条件的数据行。(所谓的链接表就是数据库在做查询形成的中间表)。

    1、等值连接

         概念:在连接条件中使用等于号(=)运算符,其查询结果中列出被连接表中的所有列,包括其中的重复列。

    例子:

    select  * 

    from T_student s,T_class c 

    where s.classId = c.classId

    等价于

    select  * 

     from T_student s inner join T_class c on s.classId = c.classId

    2、不等连接

       概念:在连接条件中使用除等于号之外运算符(>、<、<>、>=、<=、!>和!<)

    select * from T_student s inner join T_class c on s.classId <> c.classId

    二、外连接

        外连接分为左连接(LEFT JOIN)或左外连接(LEFT OUTER JOIN)、右连接(RIGHT JOIN)或右外连接(RIGHT OUTER JOIN)、全连接(FULL JOIN)或全外连接(FULL OUTER JOIN)。我们就简单的叫:左连接、右连接和全连接。

    1、左连接:

        概念:返回左表中的所有行,如果左表中行在右表中没有匹配行,则结果中右表中的列返回空值。

    例如:

    select  *

    from T_student s left join T_class c on s.classId = c.classId

    检索结果:

      总结:左连接显示左表全部行,和右表与左表相同行。

    2、右连接:

       概念:恰与左连接相反,返回右表中的所有行,如果右表中行在左表中没有匹配行,则结果中左表中的列返回空值。

    例如:

         select * from  T_student s right join T_class c on s.classId = c.classId

    检索结果:

     总结:右连接恰与左连接相反,显示右表全部行,和左表与右表相同行。

    3、全连接:

      概念:返回左表和右表中的所有行。当某行在另一表中没有匹配行,则另一表中的列返回空值。

         select * from  T_student s full join T_class c on s.classId = c.classId

       总结:返回左表和右表中的所有行。

    三、交叉连接(CROSS JOIN):也称迪卡尔积

    概念:不带WHERE条件子句,它将会返回被连接的两个表的笛卡尔积,返回结果的行数等于两个表行数的乘积(例如:T_student和T_class,返回4*4=16条记录),如果带where,返回或显示的是匹配的行数。

    1、不带where:

    1.    select *from T_student cross join T_class    //cross join 可以省略不写
    2.   等于
    3.    select *from T_student, T_class
    总结:相当与笛卡尔积,左表和右表组合。

    2、有where子句,往往会先生成两个表行数乘积的数据表,然后才根据where条件从中选择。

    1. select * from T_student s cross join T_class c where s.classId = c.classId   
    2.    (注:cross join后加条件只能用where,不能用on)  
          查询结果跟等值连接的查询结果是一样。


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  • 连接起源    什么样的连接才能称之为长连接?要多长。。。。    http是一种无状态的协议,也就是stateless协议,而http协议又是建立在tcp/ip协议的基础之上的。    无状态表示每次请求都是一次独立的...

     

     

        

    长连接起源

     

        什么样的连接才能称之为长连接?要多长。。。。

     

        http是一种无状态的协议,也就是stateless协议,而http协议又是建立在tcp/ip协议的基础之上的。

     

        无状态表示每次请求都是一次独立的http事务,也就是发送http 请求(request)过去,然后web服务器或者application服务器进行响应,发送一个http response回来,这样就是结束了一次http事务。

     

        http建立在tcp/ip的基础之上,从而会遵循tcp协议的规则,在每次进行连接的时候,必须先进行三次握手,数据交换之后,进行四次断开。

     

        每次请求的时候,都要进行三次握手,四次断开,从性能上来说,满足不了大并发的需要,从而也就有了长连接,在进行请求的时候,不需要再次进行三次握手和四次断开,直接使用原来的连接进行传输数据。

     

        长连接能实现的前提就是,在同一个客户端进行多次的请求,如果不是同一客户端的话,那么还是需要进行三次握手和四次断开。每一个客户端在访问一个网页的时候,可能会发出几百个请求,请求各种web服务器的资源,例如图片,超链接,js和css等,请求过后,浏览器将所有的对象组织在一个页面中,然后显示在客户端。

     

    演示长连接

     

        在这里演示使用的是apache的web服务器,使用最简单的方式,然后使用telnet进行查看连接是否断开。

     

        准备工作如下:

     

    [root@mogilenode1 ~]# yum -y install httpd (安装httpd服务)

     

    [root@mogilenode1 ~]# service httpd start (启动httpd服务)

    Starting httpd:                                            [  OK  ]

    [root@mogilenode1 ~]# netstat -ntlp|grep httpd(查看httpd监听的端口)

    tcp        0      0 :::80                       :::*                        LISTEN      2810/httpd          

    [root@mogilenode1 ~]# echo "welcome the index (创建首页文件)page">/var/www/html/index.html


        在默认情况下,httpd是没有长连接的,查看配置文件如下所示:

     

    [root@mogilenode1 ~]# grep  "KeepAlive" /etc/httpd/conf/httpd.conf 

    # KeepAlive: Whether or not to allow persistent connections (more than

    KeepAlive Off

    # MaxKeepAliveRequests: The maximum number of requests to allow

    MaxKeepAliveRequests 100

    # KeepAliveTimeout: Number of seconds to wait for the next request from the

    KeepAliveTimeout 15

     

        从而可以使用telnet来进行测试查看连接的情况,如下所示:

     

    [root@mogilenode1 ~]# telnet 192.168.1.236 80(使用telnet连接服务器的80端口,也就是三次握手的连接)

    Trying 192.168.1.236...

    Connected to 192.168.1.236.

    Escape character is '^]'. (开始构建http请求,起始行为请求的方法,请求的url,http的协议版本,第二行为请求的主机,第三行为空白行)

    GET / http/1.1

    Host:192.168.1.236

     

    HTTP/1.1 200 OK (得到的响应内容,http协议的版本,状态码,原因短语)

    Date: Wed, 30 Aug 2017 10:08:22 GMT

    Server: Apache/2.2.15 (Red Hat)

    Last-Modified: Wed, 30 Aug 2017 10:05:40 GMT

    ETag: "41b03-17-557f5ab897618"

    Accept-Ranges: bytes

    Content-Length: 23

    Connection: close

    Content-Type: text/html; charset=UTF-8

     

    welcome the index page (响应的内容)

    Connection closed by foreign host.(在请求得到响应之后,请求被断开)

     

        修改httpd的配置文件,只要将长连接开启即可,如下:

     

     

    [root@mogilenode1 ~]# grep  "KeepAlive" /etc/httpd/conf/httpd.conf 

    # KeepAlive: Whether or not to allow persistent connections (more than

    KeepAlive On

    # MaxKeepAliveRequests: The maximum number of requests to allow

    MaxKeepAliveRequests 100

    # KeepAliveTimeout: Number of seconds to wait for the next request from the

    KeepAliveTimeout 15

    [root@mogilenode1 ~]# service httpd reload

    Reloading httpd:


        再次使用telnet进行测试连接,如下所示:

     

    [root@mogilenode1 ~]# telnet 192.168.1.236 80(测试请求了一个资源,连接未断开,可以再次请求资源,过了一段时间后,连接被关闭)

    Trying 192.168.1.236...

    Connected to 192.168.1.236.

    Escape character is '^]'.

    GET / http/1.1

    Host:192.168.1.236

     

    HTTP/1.1 200 OK

    Date: Wed, 30 Aug 2017 10:16:55 GMT

    Server: Apache/2.2.15 (Red Hat)

    Last-Modified: Wed, 30 Aug 2017 10:05:40 GMT

    ETag: "41b03-17-557f5ab897618"

    Accept-Ranges: bytes

    Content-Length: 23

    Content-Type: text/html; charset=UTF-8

     

    welcome the index page(客户端得到响应之后,未断开,可以再次进行请求其他的资源,从而不用进行三次握手和四次断开,提高了性能)

    GET / http/1.1

    Host:192.168.1.236

     

    HTTP/1.1 200 OK

    Date: Wed, 30 Aug 2017 10:17:16 GMT

    Server: Apache/2.2.15 (Red Hat)

    Last-Modified: Wed, 30 Aug 2017 10:05:40 GMT

    ETag: "41b03-17-557f5ab897618"

    Accept-Ranges: bytes

    Content-Length: 23

    Content-Type: text/html; charset=UTF-8

     

    welcome the index page

    Connection closed by foreign host.

     

    其他长连接参数

     

        在进行长连接的时候,的确是进行了优化了性能,提高了客户端的访问体验,提升了网站的访问速度,但是,可能存在这么一种情况。。。

     

        有的人占着茅坑不拉屎,就是一直占用这个连接,我就是不断开,如果存在大量的这种人,后果就是http服务不可用,其他的用户都在排队,等待有多难受,取决于你在坑里还是在坑外。。。。

     

        有的人不是占着茅坑不拉屎,他是一会拉一点,一会拉一点,这种和上面的也是一样的,都是占用服务器的资源,耗费了httpd连接数,服务器支持的连接数是有上限的。。。。

     

        为了解决上面的问题,在开启长连接之后,另外需要配置两个控制的参数,一个是连接的超时时间,也就是这个连接只能持续多少秒,然后服务器强行断开连接;一个是连接的请求数,当请求的数量到了一定的数量之后,也会强行的断开连接,相当于我今天只服务多少人,服务了多少,我就该休息,可以使用这种理解。

     

        在httpd中参数为如下:

     

    # MaxKeepAliveRequests: The maximum number of requests to allow

    MaxKeepAliveRequests 100 (一个连接最大的请求数到100的时候,断开连接)

    # KeepAliveTimeout: Number of seconds to wait for the next request from the

    KeepAliveTimeout 15 (一个连接到了15秒之后,断开连接)

        

        两个参数,只要一个条件满足,那么就会断开连接。在进行设置这两个参数的时候,必须根据压测的结果来进行设置,主要看的是响应的大小等情况。

     

     

    拓展

     

     

        在进行连接的时候,服务段由于是tcp连接,从而有不同的状态,使用浏览器访问的时候,可以查看服务端的连接状态如下所示:

     

     

     

    [root@mogilenode1 ~]# netstat -tnp|grep 80 (开始的状态为established,也就是建立连接,一直到长连接被关闭)

    tcp        0      0 ::ffff:192.168.1.236:80     ::ffff:192.168.1.1:51084    ESTABLISHED 2851/httpd          

    [root@mogilenode1 ~]# netstat -tnp|grep 80(关闭之后的状态,表示服务端主动断开连接,仅仅关闭了服务端到客户端的连接,半关闭状态)

    tcp        0      0 ::ffff:192.168.1.236:80     ::ffff:192.168.1.1:51084    FIN_WAIT2   -  

        

        使用telnet连接的时候:

     

    [root@mogilenode1 ~]# telnet 192.168.1.236 80

    Trying 192.168.1.236...

    Connected to 192.168.1.236.

    Escape character is '^]'.

    Connection closed by foreign host.

     

        服务端状态变化如下所示:

     

    [root@mogilenode1 ~]# netstat -tnp|grep 80(开始的状态为established,也就是连接)

    tcp        0      0 192.168.1.236:52095         192.168.1.236:80            ESTABLISHED 3445/telnet         

    tcp        0      0 ::ffff:192.168.1.236:80     ::ffff:192.168.1.236:52095  ESTABLISHED 2850/httpd          

    [root@mogilenode1 ~]# netstat -tnp|grep 80(四次断开已完成)

    tcp        0      0 ::ffff:192.168.1.236:80     ::ffff:192.168.1.236:52095  TIME_WAIT   -

     

     

        使用抓包的先是如下:

     

     

    [root@mogilenode1 ~]# tcpdump -nn port 80

    tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode

    listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes

    ——三次握手开始——

    07:42:53.138211 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [S], seq 960992918, win 8192, options [mss 1460,nop,wscale 2,nop,nop,sackOK], length 0

    07:42:53.138255 IP 192.168.1.236.80 > 192.168.1.1.55597: Flags [S.], seq 852217171, ack 960992919, win 14600, options [mss 1460,nop,nop,sackOK,nop,wscale 5], length 0

    07:42:53.138603 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [.], ack 1, win 16425, length 0

    ——三次握手结束——

     

    ——客户端发送http request请求——

    07:42:53.145706 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [P.], seq 1:572, ack 1, win 16425, length 571

    07:42:53.145768 IP 192.168.1.236.80 > 192.168.1.1.55597: Flags [.], ack 572, win 492, length 0

    ——客户端发送http请求结束——

     

    ——服务端发送response开始——

    07:42:53.147925 IP 192.168.1.236.80 > 192.168.1.1.55597: Flags [P.], seq 1:188, ack 572, win 492, length 187

    07:42:53.346735 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [.], ack 188, win 16378, length 0

    ——服务端发送response结束——

     

    ——服务端主动关闭——

    07:42:54.150698 IP 192.168.1.236.80 > 192.168.1.1.55597: Flags [F.], seq 188, ack 572, win 492, length 0

    07:42:54.151209 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [.], ack 189, win 16378, length 0

    ——服务端关闭——

     

    07:43:39.157705 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [.], seq 571:572, ack 189, win 16378, length 1

    07:43:39.157745 IP 192.168.1.236.80 > 192.168.1.1.55597: Flags [.], ack 572, win 492, length 0

     

    07:44:24.156207 IP 192.168.1.1.55597 > 192.168.1.236.80: Flags [.], seq 571:572, ack 189, win 16378, length 1

    07:44:24.156256 IP 192.168.1.236.80 > 192.168.1.1.55597: Flags [R], seq 852217360, win 0, length 0

     

        使用抓包工具来查看tcp的状态,主要是在并发响应的时候,可能会出现大量的time_wait连接,而这个属于正常状态。

     

        可以使用如下的内核参数来解决,也就是重用tcp连接,如下参数:

    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

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