为什么阿里规范超过三张表禁止关联查询
尽管MySQL已经尽可能地进行了优化,但是这几种连接算法的时间复杂度仍然相对较高。这也是为什么不建议在数据库中频繁使用多表JOIN的原因。随着表的数量和数据量的增加,JOIN操作的效率会呈指数级下降。这是因为在多表JOIN时,数据库需要执行大量的比较和匹配操作,而这些操作需要消耗大量的计算资源和时间。尤其是当表的数量和数据量都很大时,数据库需要处理的数据量会变得非常庞大,从而导致查询的响应时间变慢
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一、Join的关联方式
1. INNER JOIN
INNER JOIN (内连接,或等值连接):获取两个表中字段匹配关系的记录,只返回两个表的交集部分。
2. LEFT JOIN
LEFT JOIN (左连接):获取左表中的所有记录,即使右表没有对应匹配的记录,返回两个表的交集部分以及左表中的数据。
3. RIGHT JOIN
RIGHT JOIN (右连接):与LEFT JOIN相反,用于获取右表中的所有记录,即使左表没有对应匹配的记录,返回两个表的交集部分以及右表中的数据。
二、常见嵌套循环关联算法
🎈MySQL是使用了嵌套循环 (Nested-Loop Join) 的方式来实现关联查询的🎈
在MySQL中,可以使用以下三种算法实现嵌套循环连接:
1. Simple Nested Loop Join(简单嵌套循环连接):
简单嵌套循环连接(Simple Nested Loop Join)是一种直观且简单粗暴的连接算法。它的做法是对两个表进行全量扫描,将它们的数据进行两两对比。因此,可以将其时间复杂度视为O(n^2)(其中n为两个表的总行数之和)。
简单嵌套循环连接的算法相对较慢,特别是在处理大数据集时,因为它需要对每个外部表的行都与内部表的所有行进行比较。这可能导致大量的磁盘I/O操作和计算开销,从而降低查询的性能。
尽管简单嵌套循环连接的算法相对简单,但在实际应用中,我们通常会考虑更高效的连接算法,如块嵌套循环连接和索引嵌套循环连接,以提升查询性能和减少计算开销。
2. Block Nested Loop Join(块嵌套循环连接):
块嵌套循环连接(Block Nested Loop Join)通过引入缓冲区(Buffer)的方式来优化连接操作。它的做法是提前将外部循环的部分结果存放在连接缓冲区中,并将内部循环的每一行与整个缓冲区的数据进行比较,从而减少内部循环的次数。
使用块嵌套循环连接时,通过将外部表的部分数据加载到缓冲区中,可以减少不必要的磁盘I/O操作和计算开销。这种算法的时间复杂度可以近似认为是O(M*N),其中M是缓冲区的个数,N是内部表的行数。
块嵌套循环连接的优势在于减少了内部循环的次数,从而提高了查询的性能。然而,需要注意的是,块嵌套循环连接可能需要较大的缓冲区来存储外部表的部分结果,因此在内存受限的情况下,可能会导致性能下降或者无法执行。
综上所述,块嵌套循环连接是一种利用缓冲区优化连接操作的算法,可以通过减少内部循环次数来提高查询性能。但在实际应用中,我们需要根据具体的查询需求和系统资源来选择最合适的连接算法。
3. Index Nested Loop Join(索引嵌套循环连接):
索引嵌套循环连接(Index Nested Loop Join)在内部表使用了索引的情况下,可以利用索引进行数据查询。因为索引是基于B+树的,所以可以通过索引的查找和遍历来快速定位匹配的数据。
使用索引嵌套循环连接时,内部表上的索引可以帮助减少对内部表的全表扫描,从而提高查询性能。这种算法的时间复杂度可以近似认为是O(nlogn)(其中n为两个表的总行数之和),因为索引的查询操作的复杂度通常是O(logn)。
需要注意的是,索引嵌套循环连接适用于连接条件中的等值操作,并且适用于处理大数据集。如果连接条件不是等值操作,或者内部表较小,使用索引嵌套循环连接可能不会带来性能提升,甚至可能导致性能下降。
综上所述,索引嵌套循环连接是一种利用索引进行数据查询的连接算法,可以提高查询性能。但在实际应用中,我们需要根据具体的查询需求和表的特性来选择最合适的连接算法。
👀总结👀
尽管MySQL已经尽可能地进行了优化,但是这几种连接算法的时间复杂度仍然相对较高。这也是为什么不建议在数据库中频繁使用多表JOIN的原因。随着表的数量和数据量的增加,JOIN操作的效率会呈指数级下降。
这是因为在多表JOIN时,数据库需要执行大量的比较和匹配操作,而这些操作需要消耗大量的计算资源和时间。尤其是当表的数量和数据量都很大时,数据库需要处理的数据量会变得非常庞大,从而导致查询的响应时间变慢。
因此,在设计数据库时,应尽量避免过多的表JOIN操作,特别是当数据量较大时。可以通过合理的数据模型设计、索引优化以及使用其他技术手段(如分区、缓存等)来改善查询性能。此外,还可以考虑使用其他数据存储方式(如NoSQL数据库)或者进行数据冗余来减少JOIN操作的次数和数据量。
三、所以为什么不建议Join关联
不建议频繁使用JOIN查询的主要原因是其效率较低。MySQL使用==嵌套循环(Nested-Loop Join)==的方式来实现关联查询。简单来说,它通过两层循环进行操作,将一张表作为外循环,另一张表作为内循环,然后比较每条外循环记录与内循环中的记录是否符合条件,符合条件的记录将被输出。
具体到算法实现上,MySQL使用了简单嵌套循环(Simple Nested Loop)、块嵌套循环(Block Nested Loop)和索引嵌套循环(Index Nested Loop)等几种方式。然而,这些实现方式的效率并不是特别高。
在两张表进行JOIN操作时,复杂度最高为O(N^ 2)三张表则为O(N^ 3),随着表的数量和数据量的增加,JOIN操作的效率会呈指数级下降。
因此,在实际应用中,我们建议避免频繁使用JOIN查询,特别是在表的数量和数据量较大的情况下。可以考虑合理设计数据模型、优化索引以及使用其他技术手段来提高查询性能。此外,还可以考虑使用其他存储方式(如NoSQL数据库)或者冗余数据来减少JOIN操作的次数和数据量。
综上所述,JOIN查询的效率较低是不建议频繁使用的主要原因。在实际应用中,我们应根据具体情况选择合适的查询策略以提高数据库的性能和响应速度。
四、避免Join常见方法
如果无法通过数据库进行关联查询,有两种主要的做法可以处理多表数据的查询:
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在内存中自行关联:首先从数据库中将需要的数据查询出来,然后在代码中进行二次查询,并进行关联。这意味着我们需要在代码中手动处理关联逻辑,例如使用循环、条件判断等方式将数据关联起来。
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冗余数据:在表中添加一些重要的数据冗余,以避免频繁的关联查询。这意味着将一些可能经常需要一起查询的数据复制到多个表中,从而避免了关联查询的需求。这种做法会牺牲一些数据存储空间,但可以提高查询的效率。
需要根据具体的业务场景和性能要求来选择合适的做法。在内存中自行关联可以灵活处理多表查询逻辑,但可能会增加代码复杂性和内存消耗。而冗余数据可以减少关联查询的次数和数据量,但需要考虑数据一致性和冗余数据维护的问题。
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