数据库查询优化之子查询优化

针对“数据库查询优化之子查询优化”的完整攻略，我将分为以下几个方面来讲解。

什么是子查询？

首先，我们需要了解什么是子查询。子查询是嵌套在查询语句中的查询语句，子查询的结果作为外层查询的条件之一。

例如：我们要查询会员表里面消费金额最高的会员信息，可以使用如下SQL语句进行查询：

SELECT * FROM member WHERE member_id IN (SELECT member_id FROM order GROUP BY member_id ORDER BY SUM(total_price) DESC LIMIT 1);

在上面的SQL语句中，“(SELECT member_id FROM order GROUP BY member_id ORDER BY SUM(total_price) DESC LIMIT 1)”就是一个子查询。

子查询的缺点

虽然子查询是非常灵活和方便的，但是在实际使用中，子查询也存在一些缺点：

1. 子查询语句通常需要执行多次，对性能会造成一定的影响。
2. 子查询语句中的临时表，会增加服务器的内存消耗。
3. 子查询语句难以调试和优化。

因此，我们需要对子查询进行优化，以提升查询性能。

子查询优化步骤

基于上述缺点及实际需要，我们可以采取以下几种优化方式进行子查询优化：

1. 尽量避免使用子查询。如果可以使用连接（join）替代子查询，则优先考虑使用连接方式。连接方式可以将数据一次性查询出来，避免了子查询语句的多次查询带来的消耗。例如：

SELECT m.* FROM member m JOIN (SELECT member_id FROM order GROUP BY member_id ORDER BY SUM(total_price) DESC LIMIT 1) o ON m.member_id=o.member_id;

1. 确保子查询语句的简洁。子查询语句应尽量简化，避免使用过多的满足条件的临时表，可以采用一些常见的SQL代码优化技巧，比如合理使用索引等。

2. 使用 EXISTS 代替 IN。在使用子查询时，如果子查询语句返回结果集中的记录数较多，可以使用 EXISTS 代替 IN。 EXISTS 在子查询返回结果集不为空时就停止查询，而 IN 列出所有可能的值，需要查询整个子查询结果集。

例如，我们要查询会员表中消费金额不小于1000的记录，可以使用 EXISTS，如下所示：

SELECT * FROM member WHERE EXISTS (SELECT * FROM order WHERE member_id=member.member_id AND total_price>=1000);

示例说明

下面通过两个示例来具体说明子查询优化的实现过程。

示例一

某个电商网站需要查询有多少用户关注了某个商品，并输出这些用户的昵称。可以使用如下SQL语句：

SELECT nickname FROM user WHERE user_id IN (SELECT user_id FROM follow WHERE goods_id=123);

如果关注该商品的用户数量非常大，则上述SQL语句将非常耗费系统资源，可以对其进行优化。比如，可以改写为：

SELECT u.nickname FROM user u JOIN follow f ON u.user_id = f.user_id WHERE f.goods_id = 123;

此时，查询该商品关注的用户信息不仅可以大大减少系统资源的耗费，还能够加快查询速度，使得查询结果更加快速准确。

示例二

某个电商网站需要统计某个月份内前5个销售额最高的商品信息，可以使用如下SQL语句：

SELECT *
FROM goods
WHERE goods_id IN (
  SELECT goods_id
  FROM order_detail
  WHERE order_id IN (
    SELECT order_id
    FROM order
    WHERE YEAR(create_time) = 2021 AND MONTH(create_time) = 3
  )
)
ORDER BY sales DESC
LIMIT 5;

上述SQL语句使用了三个嵌套的子查询，会对系统资源造成较大的消耗，可以通过如下方式进行优化：

SELECT g.*, SUM(od.quantity * od.price) AS total_sales
FROM goods g
JOIN order_detail od ON g.goods_id = od.goods_id
JOIN `order` o ON od.order_id = o.order_id
WHERE YEAR(o.create_time) = 2021 AND MONTH(o.create_time) = 3
GROUP BY g.goods_id
ORDER BY total_sales DESC
LIMIT 5;

使用 JOIN 进行视图的建立，避免使用子查询，一次性查询出商品和销售额的关系，然后再对销售额进行排序，取前 5 名的商品。这样一来，可以大大减少系统资源的耗费，同时也能够保证查询结果的准确性。