SQL查詢的書寫順序與執行順序

書寫順序

SELECT子句是必須的，其他子句如WHERE子句、GROUP BY子句等是可選的。在查詢語句中，子句的順序是固定的，必須嚴格按照以下的順序書寫。

SELECT DISTINCT <Select_list>
FROM <left_table> <join_type>JOIN<right_table>
ON<join_condition>
WHERE<where_condition>
GROUP BY<group_by_list>
WITH {CUBE|ROLLUP}
HAVING<having_condtion>
ORDER BY<order_by_list>
LIMIT<limit_number>

執行順序

所有的查詢語句都是從FROM開始執行，在執行過程中，每個步驟都會生成一個虛擬表，這個虛擬表將作為下一個執行步驟的輸入，最後一個步驟產生的虛擬表即為輸出結果。

(9) SELECT 
(10) DISTINCT <column>,
(6) AGG_FUNC <column> or <expression>, ...
(1) FROM <left_table> 
    (3) <join_type>JOIN<right_table>
    (2) ON<join_condition>
(4) WHERE <where_condition>
(5) GROUP BY <group_by_list>
(7) WITH {CUBE|ROLLUP}
(8) HAVING <having_condtion>
(11) ORDER BY <order_by_list>
(12) LIMIT <limit_number>;

接下來，我們會詳細地介紹每個步驟的具體執行過程

1. FROM 獲取資料

FROM子句會對子句中的前兩個表執行笛卡兒積(Cross Join)，生成虛擬表 VT1。
FROM子句執行順序為從後往前，從右到左。FROM子句中最末尾的表(基礎表 driving table)將被最優先處理，當FROM子句中包含多個表的情況下，我們需要選擇數據最少的表作為基礎表。

2. ON 篩選器

對虛擬表VT1應用 ON 篩選器， ON 子句中的邏輯表達式將應用到虛擬表VT1中各個行，篩選出滿足 ON 子句邏輯表達式的行，生成虛擬表VT2。

3. OUTER JOIN 添加外部行

如果指定了 OUTER JOIN ，則在虛擬表VT2的基礎上添加保留表中未匹配 ON 子句邏輯表達式的數據，非保留表中的數據被賦予 NULL 值，最後生成虛擬表VT3。
保留表如下：

LEFT OUTER JOIN 將左表作為保留表
RIGHT OUTER JOIN 將右表作為保留表
FULL OUTER JOIN 將左右表都作為保留表

如果FROM子句包含兩個以上的表，則對上一個JOIN生成的虛擬表和下一個表重覆執行步驟1-3，直到處理完所有的表為止。

4. WHERE 篩選器

對虛擬表VT3應用WHERE子句的邏輯表達式，留下滿足指定條件的數據並生成虛擬表VT4

由於數據還沒有分組，因此不能在WHERE子句中使用聚合函數。
同時，由於還沒有進行SELECT，因為也不允許使用 SELECT子句中的別名Alias

如果我們有一個條件需要去篩選，應該在 ON 篩選器還是用 WHERE 篩選器去指定呢？ ON 和 WHERE 最大區別在於，如果在 ON 應該邏輯表達式進行篩選，那麼在第三步OUTER JOIN中還可以把不滿足條件的行添加回來，而WHERE移除的行是不可挽回的。

5. GROUP BY 分組

按 GROUP BY 子句中的列 Column/ 列表將虛擬表VT4中的行分組，生成虛擬表VT5。如果使用了 GROUP BY 子句，那麼後面的所有步驟都只能得到虛擬表VT5的列或者是聚合函數(COUNT、SUM、AVG等)，原因是最後的結果每一組數據集中在一行裡。

注意：由於 MYSQL 對查詢做了加強，所以在 GROUP BY 及之後的語句中允許使用 SELECT 子句定義的 AS 別名字段，這在其他資料庫是不被允許的。

6. AGG_FUNCTION 聚合函數

使用SQL Aggregate 聚合函數的前提是有對數據使用GROUP BY進行分組，聚合函數會從每一組數據裡返回一個單一的計算結果。常用的聚合函數包含以下幾種：

AVG: 返回平均值
COUNT: 返回行數
FIRST: 返回第一個記錄的值
LAST: 返回最後一個記錄的值
MAX: 返回最大值
MIN：返回最小值
SUM: 返回總和

7. WITH 應用 ROLLUP 或 CUBE

對虛擬表VT5應用 ROLLUP 或 CUBE ，生成虛擬表VT6。 CUBE 和 ROLLUP 區別如下：

CUBE 生成的結果數據集顯示了所選列中值的所有組合的聚合。
ROLLUP 生成的結果數據集顯示了所選列中值的某一層次結構的聚合。

8. HAVING 篩選器

對虛擬表VT6應用HAVING篩選器，根據祭定的條件對數據進行篩選，並把滿足的數據捶入虛擬表VT7。
HAVING子句在SQL中的作用和WHERE子句的作用是相同的，但是HAVING子句是過濾GROUP BY的分組結果，而WHERE子句無法和聚合函數一起使用。

9. SELECT 選出指定列

將虛擬表VT7中的數據只保留SELECT子句中指定的列，並對字段進行處理，計算表達式，產生虛擬表VT8。

10. DISTINCT 去重

將重覆的行從虛擬表VT8中移除，產生虛擬表VT9。假如已經應用了 GROUP BY 那麼 DISTINCT 是多餘的，因為分組的時候是將列中唯一的值分成一組，同時只為每一組返回一行記錄，此時每行記錄都是不相同的。

11. ORDER BY 排序

將虛擬表VT9中的行按 ORDER BY 子句中的列/列表排序，生成游標VC10，此時返回的游標，而不是虛擬表。 SQL是基於集合的，集合不會預先對行進行排序，它只是成只的邏輯集合，成員的順序是無關緊要的。對表進行排序的查詢可以返回一個對象，這個對象包含特定的物理順序的邏輯組織，這個對象就叫游標。正因為返回值是游標而不是虛擬表，因此 ORDER BY 子句不能使用表達式。ORDER 子句的執行順序為從左到右排序，此操作非常消耗資源。

12. LIMIT/OFFSET 返回指定行

從VC10的開始處選擇指定行或指定數量，生成虛擬表VT11。

以上為「查詢過程」每個步驟的詳細解說，當步驟執行完畢且沒有後續步驟時，會立即返回該步驟所生成的虛擬表給使用者。

SQL order of execution