Какого типа соединений нет в sql

Соединения (SQL Server)

SQL Server выполняет операции сортировки, взаимодействия, объединения и разности с помощью технологии сортировки и хэш-соединения в памяти. С помощью этого типа плана запросов SQL Server поддерживает секционирование вертикальных таблиц.

SQL Server реализует операции логического соединения, как определено синтаксисом Transact-SQL:

• внутреннее соединение,
• левое внешнее соединение.
• Правое внешнее соединение
• Полное внешнее соединение
• Перекрестное соединение

Дополнительные сведения о синтаксисе соединения см. в разделе Предложение FROM и JOIN, APPLY, PIVOT (Transact-SQL).

SQL Server использует четыре типа операций физического соединения для выполнения операций логического соединения:

• Соединения вложенных циклов
• Соединения слиянием.
• Хэш-соединения.
• Адаптивные соединения (начиная с SQL Server 2017 (14.x))

Основные принципы соединения

С помощью соединения можно получать данные из двух или нескольких таблиц на основе логических связей между ними. Соединения указывают, как SQL Server должен использовать данные из одной таблицы для выбора строк в другой таблице.

Соединение определяет способ связывания двух таблиц в запросе следующим образом:

• для каждой таблицы указываются столбцы, используемые в соединении. В типичном условии соединения указывается внешний ключ из одной таблицы и связанный с ним ключ из другой таблицы;
• Указывается логический оператор (например, = или <>), используемый для сравнения значений из столбцов.

Соединения выражаются логически с помощью следующего синтаксиса Transact-SQL:

• ВНУТРЕННЕЕ СОЕДИНЕНИЕ
• LEFT [ OUTER ] JOIN
• RIGHT [ OUTER ] JOIN
• FULL [ OUTER ] JOIN
• CROSS JOIN

Внутренние соединения можно задавать в предложениях FROM и WHERE . Внешние соединения и перекрестные соединения можно задавать только в предложении FROM . Условия соединения сочетаются с условиями поиска WHERE и HAVING для управления строками, выбранными из базовых таблиц, на которые ссылается предложение FROM .

То, что условия соединения задаются в предложении FROM , помогает отделить их от условий поиска, которые могут быть заданы в предложении WHERE . Объединение рекомендуется задавать именно таким способом. Ниже приведен упрощенный синтаксис соединения с использованием предложения FROM стандарта ISO:

FROM first_table < join_type >second_table [ ON ( join_condition ) ] 

Join_type указывает, какой тип соединения выполняется: внутреннее, внешнее или перекрестное соединение. join_condition определяет предикат, который будет вычисляться для каждой пары соединяемых строк. Ниже приведен пример предложения FROM с заданным соединением:

FROM Purchasing.ProductVendor INNER JOIN Purchasing.Vendor ON ( ProductVendor.BusinessEntityID = Vendor.BusinessEntityID ) 

Ниже приведена простая инструкция SELECT , использующая это соединение:

SELECT ProductID, Purchasing.Vendor.BusinessEntityID, Name FROM Purchasing.ProductVendor INNER JOIN Purchasing.Vendor ON (Purchasing.ProductVendor.BusinessEntityID = Purchasing.Vendor.BusinessEntityID) WHERE StandardPrice > $10 AND Name LIKE N'F%'; GO 

Инструкция SELECT возвращает наименование продукта и сведения о поставщике для всех сочетаний запчастей, поставляемых компаниями с названиями на букву F и стоимостью продукта более 10 долларов.

Если один запрос содержит ссылки на несколько таблиц, то все ссылки столбцов должны быть однозначными. В предыдущем примере как таблица ProductVendor , так и таблица Vendor содержат столбец с именем BusinessEntityID . Имена столбцов, совпадающие в двух или более таблицах, на которые ссылается запрос, должны уточняться именем таблицы. Все ссылки на столбец Vendor в этом примере являются полными.

Если имя столбца не дублируется в двух или более таблицах, указанных в запросе, то ссылки на него уточнять именем таблицы не обязательно. Это показано в предыдущем примере. Подобное предложение SELECT иногда трудно понять, поскольку в нем нет ничего, что указывало бы на таблицы, из которых берутся столбцы. Запрос гораздо легче читать, если все столбцы указаны с именами соответствующих таблиц. Запрос будет читаться еще легче, если используются псевдонимы таблиц, особенно когда имена таблиц сами должны уточняться именами базы данных и владельца. Ниже приведен тот же пример, но чтобы упростить чтение, используются псевдонимы таблиц, уточняющие названия столбцов.

SELECT pv.ProductID, v.BusinessEntityID, v.Name FROM Purchasing.ProductVendor AS pv INNER JOIN Purchasing.Vendor AS v ON (pv.BusinessEntityID = v.BusinessEntityID) WHERE StandardPrice > $10 AND Name LIKE N'F%'; 

В предыдущем примере условие соединения задается в предложении FROM , что является рекомендуемым способом. В следующем запросе это же условие соединения указывается в предложении WHERE :

SELECT pv.ProductID, v.BusinessEntityID, v.Name FROM Purchasing.ProductVendor AS pv, Purchasing.Vendor AS v WHERE pv.BusinessEntityID=v.BusinessEntityID AND StandardPrice > $10 AND Name LIKE N'F%'; 

Список SELECT для соединения может ссылаться на все столбцы в соединяемых таблицах или на любое подмножество этих столбцов. Список SELECT не обязательно должен содержать столбцы из каждой таблицы в соединении. Например, в соединении из трех таблиц связующим звеном между одной из таблиц и третьей таблицей может быть только одна таблица, при этом список выборки не обязательно должен ссылаться на столбцы средней таблицы. Это так называемое антиполусоединение.

Хотя обычно в условиях соединения для сравнения используется оператор равенства (=), можно указать другие операторы сравнения или реляционные операторы, равно как другие предикаты. Дополнительные сведения см. в статьях «Операторы сравнения» (Transact-SQL) и WHERE (Transact-SQL).

При присоединении к SQL Server оптимизатор запросов выбирает наиболее эффективный метод (из нескольких возможностей) обработки соединения. Это включает выбор наиболее эффективного типа физического соединения, порядок объединения таблиц и даже использование типов операций логического соединения, которые нельзя выразить напрямую с помощью синтаксиса Transact-SQL, например полусоединения и анти-полусоединения. При физическом выполнении различных соединений можно использовать много разных оптимизаций, поэтому их нельзя надежно прогнозировать. Дополнительные сведения о полусоединениях и антиполусоединениях см. в справочнике по логическим и физическим операторам Showplan.

Столбцы, используемые в условии соединения, не обязательно должны иметь одинаковые имена или одинаковый тип данных. Однако если типы данных не совпадают, то они должны быть совместимыми или допускать в SQL Server неявное преобразование. Если типы данных не допускают неявное преобразование, то условия соединения должны явно преобразовывать эти типы данных с помощью функции CAST . Дополнительные сведения о неявных и явных преобразованиях см. в разделе «Преобразование типов данных» (ядро СУБД).

Большинство запросов, использующих соединение, можно переписать с помощью вложенных запросов и наоборот. Дополнительные сведения о вложенных запросах см. в разделе Вложенные запросы.

Таблицы невозможно соединять непосредственно по столбцам ntext, text или image. Однако соединить таблицы по столбцам ntext, text или image можно косвенно, с помощью SUBSTRING . Например, SELECT * FROM t1 JOIN t2 ON SUBSTRING(t1.textcolumn, 1, 20) = SUBSTRING(t2.textcolumn, 1, 20) выполняет двух табличное внутреннее соединение на первых 20 символов каждого текстового столбца в таблицах t1 и t2 .
Другая возможность сравнения столбцов ntext и text из двух таблиц заключается в сравнении длины столбцов с предложением WHERE , например: WHERE DATALENGTH(p1.pr_info) = DATALENGTH(p2.pr_info)

Общие сведения о соединениях вложенных циклов

Если один вход соединения имеет небольшой размер (менее десяти строк), а другой вход сравнительно большой и индексирован по соединяемым столбцам, индексное соединение вложенных циклов является самой быстрой операцией соединения, так как для нее потребуется наименьшее количество операций сравнения и ввода-вывода.

Соединение вложенных циклов, называемое также вложенной итерацией, использует один ввод соединения в качестве внешней входной таблицы (на графической схеме выполнения она является верхним входом), а второй в качестве внутренней (нижней) входной таблицы. Внешний цикл использует внешнюю входную таблицу построчно. Во внутреннем цикле для каждой внешней строки производится сканирование внутренней входной таблицы и вывод совпадающих строк.

В простейшем случае во время поиска целиком просматривается таблица или индекс; это называется упрощенным соединением вложенных циклов. Если при поиске используется индекс, то такой поиск называется индексным соединением вложенных циклов. Если индекс создается в качестве части плана запроса (и уничтожается после завершения запроса), то он называется временным индексным соединением вложенных циклов. Все эти варианты учитываются оптимизатором запросов.

Соединение вложенных циклов является особенно эффективным в случае, когда внешние входные данные сравнительно невелики, а внутренние входные данные велики и заранее индексированы. Во многих небольших транзакциях, работающих с небольшими наборами строк, индексное соединение вложенных циклов превосходит как соединения слиянием, так и хэш-соединения. Однако в больших запросах соединения вложенных циклов часто являются не лучшим вариантом.

Если для атрибута OPTIMIZED оператора соединения вложенными циклами задано значение True, это означает, что оптимизированные соединения вложенными циклами (или пакетная сортировка) используются для уменьшения количества операций ввода-вывода, когда внутренняя таблица имеет большой размер, независимо от того, выполняется ли ее параллельная обработка. Такая оптимизация в этом плане выполнения может быть не слишком очевидна при анализе плана, если сама сортировка выполняется как скрытая операция. Но изучив XML-код плана для атрибута OPTIMIZED, можно обнаружить, что соединение вложенными циклами, возможно, попытается изменить порядок входных строк, чтобы повысить производительность операций ввода-вывода.

Соединения слиянием.

Если два входа соединения достаточно велики, но отсортированы по соединяемым столбцам (например, если они были получены просмотром отсортированных индексов), то наиболее быстрой операцией соединения будет соединение слиянием. Если оба входа соединения велики и имеют сходные размеры, соединение слиянием с предварительной сортировкой и хэш-соединение имеют примерно одинаковую производительность. Однако операции хэш-соединения часто выполняются быстрее, если два входа значительно отличаются по размеру.

Соединение слиянием требует сортировки обоих наборов входных данных по столбцам слияния, которые определены предложениями равенства (ON) предиката объединения. Оптимизатор запросов обычно просматривает индекс, если для соответствующего набора столбцов такой существует, или устанавливает оператор сортировки под соединением слиянием. В редких случаях может быть несколько предложений равенства, но столбцы слияния берутся только из некоторых доступных предложений равенства.

Так как каждый набор входных данных сортируется, оператор Merge Join получает строку из каждого набора входных данных и сравнивает их. Например, для операций внутреннего соединения строки возвращаются в том случае, если они равны. Если они не равны, строка с меньшим значением не учитывается, и из этого набора входных данных берется другая строка. Этот процесс повторяется, пока не будет выполнена обработка всех строк.

Операция соединения слиянием может быть как обычной, так и операцией типа «многие ко многим». Соединение слиянием «многие ко многим» использует временную таблицу для хранения строк. При наличии повторяющихся значений из каждого входного элемента один из входных данных должен перемыкаться к началу дубликата по мере обработки каждого дубликата из другого ввода.

При наличии остаточного предиката все строки, удовлетворяющие предикату слияния, определяют остаточный предикат, и возвращаются только те строки, которые ему соответствуют.

Соединение слиянием — очень быстрая операция, но она может оказаться ресурсоемкой, если требуется выполнение операций сортировки. Однако если том данных имеет большой объем, и необходимые данные могут быть получены из существующих индексов сбалансированного дерева с выполненной предварительной сортировкой, соединение слиянием является самым быстрым из доступных алгоритмов соединения.

Хэш-соединения.

Хэш-соединения могут эффективно обрабатывать большие, несортированные и неиндексированные входы. Они полезны для получения промежуточных результатов в сложных запросах из-за следующего.

• Промежуточные результаты не индексированы (если только они явным образом не сохранены на диске, а затем проиндексированы) и часто отсортированы не так, как требуется для следующей операции в плане запроса.
• Оптимизаторы запросов оценивают только размеры промежуточных результатов. Так как для сложных запросов оценки могут быть очень неточны, алгоритмы обработки промежуточных результатов должны быть не только эффективными, но и правильно вырождаться, если объем промежуточных результатов оказался гораздо большим, чем ожидалось.

Хэш-соединение позволяет уменьшить денормализацию. Денормализация обычно используется для получения более высокой производительности при уменьшении количества операций соединения, несмотря на издержки, вызываемые избыточностью данных, например несогласованных обновлений. Хэш-соединения снижают потребность в денормализации и позволяют осуществлять вертикальное секционирование (представляющее группы столбцов, содержащиеся в одной таблице, в отдельных файлах или индексах) в качестве доступной возможности при реализации физической структуры базы данных.

Хэш-соединение имеет два входа: конструктивный и пробный. Оптимизатор запросов распределяет роли таким образом, при котором меньшему входу присваивается значение «конструктивный».

Хэш-соединения используются во многих операциях совпадающих множеств: внутреннее соединение; левое, правое и полное внешнее соединение; левое и правое полусоединение; пересечение; соединение; разность. Дополнительно модификация хэш-соединения применяется для двойного удаления и группирования, например SUM(salary) GROUP BY department . В указанной модификации используется общий вход как для конструктивной, так и для пробной ролей.

В представленных ниже разделах описываются различные типы хэш-соединений: хэш-соединения в памяти, поэтапные и рекурсивные хэш-соединения.

Хэш-соединение в памяти

Перед проведением хэш-соединения производится просмотр или вычисление входного конструктивного значения, а затем в памяти создается хэш-таблица. Каждая строка помещается в сегмент хэша согласно значению, вычисленному для хэш-ключа. В случае если конструктивное входное значение имеет размер, меньший объема доступной памяти, то все строки данных могут быть занесены в хэш-таблицу. После описанного конструктивного этапа предпринимается пробный этап. Производится построковое считывание или вычисление пробного входного значения, для каждой строки вычисляется значение хэш-ключа, затем происходит сканирование сегмента хэша и поиск совпадений.

Хэш-соединение грейс

Если размер конструктивного входного значения превышает максимально допустимый объем памяти, то хэш-соединение проводится в несколько шагов. Указанный процесс называется плавным хэш-соединением. Каждый шаг состоит из конструктивной и пробной частей. Исходные конструктивные и пробные входные данные разбиваются на несколько файлов (для этого используются хэш-функции ключей). При использовании хэш-функции для хэш-ключей обеспечивается гарантия нахождения соединяемых записей в общей паре файлов. Таким образом, задача соединения двух объемных входных значений разбивается на несколько более мелких задач. Затем хэш-соединение применяется к каждой паре разделенных файлов.

Рекурсивное хэш-соединение

Если объем информации, поступающей на конструктивный вход, настолько велик, что для использования обычного внешнего слияния требуется несколько уровней, то операцию разбиения необходимо проводить за несколько шагов на нескольких уровнях. Дополнительные шаги разбиения используются только для секций большого объема. Чтобы максимально ускорить проведение всех шагов разбиения, используются емкие асинхронные операции ввода-вывода, в результате чего один поток может занимать сразу несколько жестких дисков.

В случае незначительного превышения допустимого объема памяти конструктивными входными данными происходит совмещение элементов хэш-соединения в памяти и поэтапных хэш-соединений в общий этап. В результате получается гибридное хэш-соединение.

В процессе оптимизации не всегда удается определить тип используемого хэш-соединения. Поэтому в SQL Server в первую очередь используются хэш-соединения в памяти, а затем, в зависимости от объемов входной конструктивной информации, осуществляется переход на поэтапное или рекурсивное хэш-соединение.

В случае неверного определения конструктивного и пробного входов в оптимизаторе запросов их переключение осуществляется динамически. При использовании хэш-соединения осуществляется контроль использования меньшего файла в качестве конструктивного входа. Данная функция называется «переключением ролей». Переключение ролей происходит внутри хэш-соединения после сброса информации на диск.

Переключение ролей происходит независимо от указаний запроса или структуры запроса. Событие «переключение ролей» не отображается в плане запроса, и сообщение о нем выдается пользователю непосредственно после выполнения.

Хэш-спасение

Термин «аварийная остановка хэша» иногда используется для описания поэтапных и рекурсивных хэш-соединений.

Наличие рекурсивных хэш-соединений и аварийных остановок снижает производительность сервера. Если в трассировке содержится много «событий-предупреждений хэша», необходимо произвести обновление статистических данных соединяемых столбцов.

Дополнительные сведения об аварийных остановках хэша см. в разделе Класс событий Hash Warning.

Адаптивные соединения

Адаптивные соединения в пакетном режиме позволяют отложить выбор метода Хэш-соединение или Соединение вложенными цикламидо завершения сканирования первых входных данных. Оператор адаптивного соединения определяет пороговое значение, по которому принимается решение о переключении на план вложенного цикла. Таким образом, во время выполнения план запроса может динамически переключаться на более эффективную стратегию соединения без перекомпиляции.

Наиболее полезной эта функция будет для рабочих нагрузок с частыми переключениями между просмотрами входных данных мелких и крупных соединений.

Решение для среды выполнения зависит от следующего:

• Если число строк во входных данных соединения сборки настолько мало, что соединение вложенными циклами будет эффективнее хэш-соединения, план переключается на алгоритм вложенных циклов.
• Если число строк во входных данных соединения сборки превышает порог, переключение не выполняется и план продолжает использовать хэш-соединение.

Следующий запрос используется в качестве наглядного примера адаптивного соединения:

SELECT [fo].[Order Key], [si].[Lead Time Days], [fo].[Quantity] FROM [Fact].[Order] AS [fo] INNER JOIN [Dimension].[Stock Item] AS [si] ON [fo].[Stock Item Key] = [si].[Stock Item Key] WHERE [fo].[Quantity] = 360; 

Этот запрос возвращает 336 строк. Если включить функцию Статистика активных запросов, отобразится следующий план:

Обратите внимание на следующие моменты в плане:

1. Просмотр индекса columnstore, используемый с целью предоставления строк для этапа сборки хэш-соединения.
2. Новый оператор адаптивного соединения. Он определяет пороговое значение, по которому принимается решение о переключении на план вложенного цикла. В этом примере порог равен 78 строкам. Если число строк >= 78, будет использоваться хэш-соединение. Если значение меньше порога, будет использоваться соединение вложенными циклами.
3. Так как запрос возвращает 336 строк, это превысило пороговое значение, поэтому вторая ветвь представляет этап проверки стандартной операции соединения хэша. Обратите внимание, что статистика активных запросов показывает строки, передаваемые через операторы — в данном случае это «672 из 672».
4. И последняя ветвь — поиск кластеризованного индекса, используемый соединением вложенными циклами, если порог не был превышен. Обратите внимание, что мы видим число строк «0 из 336» (ветвь не используется).

Теперь контрастируйте план с тем же запросом, но если Quantity значение имеет только одну строку в таблице:

SELECT [fo].[Order Key], [si].[Lead Time Days], [fo].[Quantity] FROM [Fact].[Order] AS [fo] INNER JOIN [Dimension].[Stock Item] AS [si] ON [fo].[Stock Item Key] = [si].[Stock Item Key] WHERE [fo].[Quantity] = 361; 

Запрос возвращает одну строку. Если включить функцию «Статистика активных запросов», отобразится следующий план:

Обратите внимание на следующие моменты в плане:

• При возврате одной строки видно, что теперь через поиск кластеризованного индекса передаются строки.
• А так как этап сборки хэш-соединения не продолжается, никакие строки через вторую ветвь не передаются.

Примечания к адаптивным соединениям

Адаптивные соединения предъявляют более высокие требования к памяти, чем эквивалентный план соединения вложенными циклами индекса. Дополнительная память запрашивается так, как если бы вложенный цикл был хэш-соединением. Существуют также издержки на этапе сборки, такие как стартстопная операция и эквивалентное потоковое соединение вложенными циклами. Эти дополнительные затраты обеспечивают гибкость для сценариев, где количество строк во входных данных сборки может меняться.

Адаптивные соединения в пакетном режиме используются для первого выполнения инструкции. После компиляции последовательные выполнения остаются адаптивными с учетом порога скомпилированных адаптивных соединений и строк времени выполнения, передаваемых через этап сборки внешних входных данных.

Если адаптивное соединение переключается на режим вложенного цикла, оно использует строки, уже считанные сборкой хэш-соединения. Этот оператор не считывает повторно строки по внешней ссылке.

Отслеживание действия адаптивного соединения

Оператор адаптивного соединения имеет следующие атрибуты оператора плана:

Атрибут плана	Description
AdaptiveThresholdRows	Показывает пороговое значение, используемое для переключения с хэш-соединения на соединение вложенными циклами.
EstimatedJoinType	К какому типу, вероятнее всего, относится соединение.
ActualJoinType	В фактическом плане показывает, какой итоговый алгоритм соединения был выбран на базе порогового значения.

Предполагаемый план показывает форму плана адаптивного соединения, а также определенное пороговое значение адаптивного соединения и предполагаемый тип соединения.

Хранилище запросов захватывает и может принудительно применить план адаптивного соединения в пакетном режиме.

Допустимые инструкции адаптивного соединения

Чтобы логическое соединение стало допустимым для адаптивного соединения в пакетном режиме, должны выполняться следующие условия:

• Уровень совместимости базы данных имеет значение 140 или больше.
• Запрос является инструкцией SELECT (инструкции для изменения данных сейчас недопустимы).
• Соединение может выполняться посредством как индексированного соединения вложенными циклами, так и физического алгоритма хэш-соединения.
• Хэш-соединение использует пакетный режим, включенный через наличие индекса columnstore в запросе в целом, индексированную таблицу columnstore, на которую ссылается непосредственно соединение, или с помощью режима пакетной службы в rowstore.
• Созданные альтернативные решения соединения вложенными циклами и хэш-соединения должны иметь одинаковый первый дочерний элемент (внешняя ссылка).

Строки адаптивного порогового значения

На приведенной ниже диаграмме показан пример пересечения между показателем затрат хэш-соединения и таким показателем альтернативного ему соединения вложенными циклами. В этой точке пересечения определяется пороговое значение, что, в свою очередь, определяет фактический алгоритм, используемый для операции соединения.

Отключение адаптивных соединений без изменения уровня совместимости

Адаптивные соединения можно отключить в области базы данных или инструкций, сохраняя уровень совместимости базы данных 140 и более поздних версий.

Чтобы отключить адаптивные соединения для всех запросов, поступающих из базы данных, выполните следующую команду в контексте соответствующей базы данных:

-- SQL Server 2017 ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION SET DISABLE_BATCH_MODE_ADAPTIVE_JOINS = ON; -- Azure SQL Database, SQL Server 2019 and later versions ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION SET BATCH_MODE_ADAPTIVE_JOINS = OFF; 

Чтобы снова включить адаптивные соединения для всех запросов, выполняемых из базы данных, выполните следующую команду в контексте соответствующей базы данных:

-- SQL Server 2017 ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION SET DISABLE_BATCH_MODE_ADAPTIVE_JOINS = OFF; -- Azure SQL Database, SQL Server 2019 and later versions ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION SET BATCH_MODE_ADAPTIVE_JOINS = ON; 

Вы также можете отключить адаптивные соединения для определенного запроса, назначив DISABLE_BATCH_MODE_ADAPTIVE_JOINS в качестве указания запроса USE HINT. Рассмотрим пример.

SELECT s.CustomerID, s.CustomerName, sc.CustomerCategoryName FROM Sales.Customers AS s LEFT OUTER JOIN Sales.CustomerCategories AS sc ON s.CustomerCategoryID = sc.CustomerCategoryID OPTION (USE HINT('DISABLE_BATCH_MODE_ADAPTIVE_JOINS')); 

Указание запроса USE HINT имеет приоритет над конфигурацией, областью действия которой является база данных, или флагом трассировки.

Значения NULL и соединения

Если в столбцах, по которым производится соединение таблиц, есть значение NULL, значения NULL друг с другом совпадать не будут. Наличие таких значений в столбце одной из соединяемых таблиц возможно только при использовании внешнего соединения (если только предложение WHERE не исключает значение NULL).

Ниже приведены две таблицы, которые содержатся NULL в столбце, который будет участвовать в соединении:

table1 table2 a b c d ------- ------ ------- ------ 1 one NULL two NULL three 4 four 4 join4 

Соединение, которое сравнивает значения столбца с столбцом c , не получает совпадение по столбцам со значениями NULL :

SELECT * FROM table1 t1 JOIN table2 t2 ON t1.a = t2.c ORDER BY t1.a; GO 

Возвращается только одна строка со значением 4 в столбцах a : c

a b c d ----------- ------ ----------- ------ 4 join4 4 four (1 row(s) affected) 

Значения NULL, возвращаемые из базовой таблицы, также сложно отличить от значений NULL, возвращаемых при внешнем соединении. Например, следующая инструкция SELECT выполняет левое внешнее соединение этих двух таблиц.

SELECT * FROM table1 t1 LEFT OUTER JOIN table2 t2 ON t1.a = t2.c ORDER BY t1.a; GO 

a b c d ----------- ------ ----------- ------ NULL three NULL NULL 1 one NULL NULL 4 join4 4 four (3 row(s) affected) 

Результаты не позволяют легко различать NULL данные из NULL данных, которые представляют собой ошибку соединения. Если значения NULL присутствуют в присоединении к данным, обычно предпочтительнее опустить их из результатов с помощью регулярного соединения.

Далее

• Справочник по логическим и физическим операторам Showplan
• Операторы сравнения (Transact-SQL)
• Преобразование типов данных (ядро СУБД)
• Вложенные запросы
• Адаптивное соединение
• Предложение FROM плюс JOIN, APPLY, PIVOT (Transact-SQL)

Типы соединения

Доработаем наш недавний запрос про поиск более низкой цены на товар в другом магазине. Будем искать товар в другом магазине, с ценой хотя бы на 1500 дешевле:

SELECT pp.product_id, pp.store_id, pp.price, ppl.store_id AS store_id_less, ppl.price AS price_less FROM product_price pp JOIN product_price ppl ON ppl.product_id = pp.product_id AND ppl.store_id != pp.store_id AND ppl.price < pp.price - 1500 ORDER BY pp.product_id, pp.store_id, ppl.store_id, ppl.price 

Запрос вернет всего 2 записи

product_id	store_id	price	store_id_less	price_less
1	301	12500.00	300	10500.00
4	500	22000.00	400	20000.00

Что делать, если хочется оставить в выборке товары, для которых не нашлось аналогичного более дешевого товара в другом магазине? На помощь приходят так называемые внешние соединения. Существуют следующие типы соединений:

• INNER JOIN или просто JOIN - внутреннее соединение. В результате остаются только те строки, для которых нашлось соответствие. До сих пор мы использовали только этот тип соединений.
• LEFT JOIN - левое внешнее соединение. Работает как JOIN , но если для строки таблицы, находящейся по левую сторону ключевого слова LEFT JOIN , не нашлось ни одной строки в таблице, находящейся по правую сторону LEFT JOIN , то строка все равно добавляется в результат, а значения столбцов правой таблицы равны null .
• RIGHT JOIN - правое внешнее соединение. Работает как JOIN , но если для строки таблицы, находящейся по правую сторону ключевого слова RIGHT JOIN , не нашлось ни одной строки в таблице, находящейся по левую сторону RIGHT JOIN , то строка все равно добавляется в результат, а значения столбцов левой таблицы равны null .
• FULL JOIN - полное внешнее соединение. Если для какой-либо из таблиц не нашлось строки в другой таблице, то строка все равно попадает в результат, а значения столбцов другой таблицы равны null .
• CROSS JOIN - перекрестное (или декартово) произведение. Каждая строка одной таблицы соединяется с каждой строкой второй таблицы, давая тем самым в результате все возможные сочетания строк двух таблиц. Аналогичного результата можно достичь просто перечислив таблицы в FROM через запятую.

Перепишем запрос с использованием LEFT JOIN :

SELECT pp.product_id, pp.store_id, pp.price, ppl.store_id AS store_id_less, ppl.price AS price_less FROM product_price pp LEFT JOIN product_price ppl ON ppl.product_id = pp.product_id AND ppl.store_id != pp.store_id AND ppl.price < pp.price - 1500 ORDER BY pp.product_id, pp.store_id, ppl.store_id, ppl.price 

product_id	store_id	price	store_id_less	price_less
1	300	10500.00
1	301	12500.00	300	10500.00
1	800	12000.00
2	500	26100.00
.	.	.	.	.

Введение в соединения

Соединение (JOIN) - одна из самых важных операций, выполняемых реляционными системами управления базами данных (РСУБД). РСУБД используют соединения для того, чтобы сопоставить строки одной таблицы строкам другой таблицы. Например, соединения можно использовать для сопоставления продаж - клиентам или книг - авторам. Без соединений, имелись бы раздельные списки продаж и клиентов или книг и авторов, но невозможно было бы определить, какие клиенты что купили, или какой из авторов был заказан.

Можно соединить две таблицы явно, перечислив обе таблицы в предложении FROM запроса. Также можно соединить две таблицы, используя для этого всё разнообразие подзапросов. Наконец, SQL Server во время оптимизации может добавить соединение в план запроса, преследуя свои цели.

Это первая из серии статей, которые я планирую посвятить соединениям. Эту статью я собираюсь посвятить азам соединений, описав назначение логических операторов соединениё, поддерживаемых SQL Server. Вот они:

• Inner join
• Outer join
• Cross join
• Cross apply
• Semi-join
• Anti-semi-join

Для иллюстрации каждого соединения я буду использовать простую схему и набор данных:

create table Customers (Cust_Id int, Cust_Name varchar(10)) insert Customers values (1, 'Craig') insert Customers values (2, 'John Doe') insert Customers values (3, 'Jane Doe') create table Sales (Cust_Id int, Item varchar(10)) insert Sales values (2, 'Camera') insert Sales values (3, 'Computer') insert Sales values (3, 'Monitor') insert Sales values (4, 'Printer')

Внутренние соединения

Внутренние соединения - самый распространённый тип соединений. Внутреннее соединение просто находит пары строк, которые соединяются и удовлетворяют предикату соединения. Например, показанный ниже запрос использует предикат соединения "S.Cust_Id = C.Cust_Id", позволяющий найти все продажи и сведения о клиенте с одинаковыми значениями Cust_Id:

select * from Sales S inner join Customers C on S.Cust_Id = C.Cust_Id Cust_Id Item Cust_Id Cust_Name ----------- ---------- ----------- ---------- 2 Camera 2 John Doe 3 Computer 3 Jane Doe 3 Monitor 3 Jane Doe

Примечания:

Cust_Id = 3 купил два наименования, поэтому он фигурирует в двух строках результирующего набора.

Cust_Id = 1 не купил ничто и потому не появляется в результате.

Для Cust_Id = 4 тоже был продан товар, но поскольку в таблице нет такого клиента, сведения о такой продаже не появились в результате.

Внутренние соединения полностью коммутативны. "A inner join B" и "B inner join A" эквивалентны.

Внешние соединения

Предположим, что мы хотели бы увидеть список всех продаж; даже тех, которые не имеют соответствующих им записей о клиенте. Можно составить запрос с внешним соединением, которое покажет все строки в одной или обеих соединяемых таблицах, даже если не будет существовать соответствующих предикату соединения строку. Например:

select * from Sales S left outer join Customers C on S.Cust_Id = C.Cust_Id Cust_Id Item Cust_Id Cust_Name ----------- ---------- ----------- ---------- 2 Camera 2 John Doe 3 Computer 3 Jane Doe 3 Monitor 3 Jane Doe 4 Printer NULL NULL

Обратите внимание, что сервер возвращает вместо данных о клиенте значение NULL, поскольку для проданного товара 'Printer' нет соответствующей записи клиента. Обратите внимание на последнюю строку, у которой отсутствующие значения заполнены значением NULL.

Используя полное внешнее соединение, можно найти всех клиентов (независимо от того, покупали ли они что-нибудь), и все продажи (независимо от того, сопоставлен ли им имеющийся клиент):

select * from Sales S full outer join Customers C on S.Cust_Id = C.Cust_Id Cust_Id Item Cust_Id Cust_Name ----------- ---------- ----------- ---------- 2 Camera 2 John Doe 3 Computer 3 Jane Doe 3 Monitor 3 Jane Doe 4 Printer NULL NULL NULL NULL 1 Craig

Следующая таблица показывает, строки какой из соединяемых таблиц попадут в результирующий набор (у оставшейся таблицы возможны замены NULL), она охватывает все типы внешних соединений:

A left outer join B

A right outer join B

A full outer join B

Все строки A и B

Полные внешние соединения коммутативны. Кроме того, "A left outer join B " и "B right outer join A" является эквивалентным.

Перекрестные соединения

Перекрестное соединение выполняет полное Декартово произведение двух таблиц. То есть это соответствие каждой строки одной таблицы - каждой строке другой таблицы. Для перекрестного соединения нельзя определить предикат соединения, используя для этого предложение ON, хотя для достижения практически того же результата, что и с внутренним соединением, можно использовать предложение WHERE.

Перекрестные соединения используются довольно редко. Никогда не стоит пересекать две большие таблицы, поскольку это задействует очень дорогие операции и получится очень большой результирующий набор.

select * from Sales S cross join Customers C Cust_Id Item Cust_Id Cust_Name ----------- ---------- ----------- ---------- 2 Camera 1 Craig 3 Computer 1 Craig 3 Monitor 1 Craig 4 Printer 1 Craig 2 Camera 2 John Doe 3 Computer 2 John Doe 3 Monitor 2 John Doe 4 Printer 2 John Doe 2 Camera 3 Jane Doe 3 Computer 3 Jane Doe 3 Monitor 3 Jane Doe 4 Printer 3 Jane Doe

CROSS APPLY

В SQL Server 2005 мы добавили оператор CROSS APPLY, с помощью которого можно соединять таблицу с возвращающей табличное значение функцией (table valued function - TVF), причём TVF будет иметь параметр, который будет изменяться для каждой строки. Например, представленный ниже запрос возвратит тот же результат, что и показанное ранее внутреннее соединение, но с использованием TVF и CROSS APPLY:

create function dbo.fn_Sales(@Cust_Id int) returns @Sales table (Item varchar(10)) as begin insert @Sales select Item from Sales where Cust_Id = @Cust_Id return end select * from Customers cross apply dbo.fn_Sales(Cust_Id) Cust_Id Cust_Name Item ----------- ---------- ---------- 2 John Doe Camera 3 Jane Doe Computer 3 Jane Doe Monitor

Также можно использовать внешнее обращение - OUTER APPLY, позволяющее нам найти всех клиентов независимо от того, купили ли они что-нибудь или нет. Это будет похоже на внешнее соединение.

select * from Customers outer apply dbo.fn_Sales(Cust_Id) Cust_Id Cust_Name Item ----------- ---------- ---------- 1 Craig NULL 2 John Doe Camera 3 Jane Doe Computer 3 Jane Doe Monitor

Полусоединение и анти-полусоединение

Полусоединение - semi-join возвращает строки только одной из соединяемых таблиц, без выполнения соединения полностью. Анти-полусоединение возвращает те строки таблицы, которые не годятся для соединения с другой таблицей; т.е. они в обычном внешнем соединении выдавали бы NULL.

В отличие от других операторов соединений, не существует явного синтаксиса для указания исполнения полусоединения, но SQL Server, в целом ряде случаев, использует в плане исполнения именно полусоединения. Например, полусоединение может использоваться в плане подзапроса с EXISTS:

select * from Customers C where exists ( select * from Sales S where S.Cust_Id = C.Cust_Id ) Cust_Id Cust_Name ----------- ---------- 2 John Doe 3 Jane Doe

В отличие от предыдущих примеров, полусоединение возвращает только данные о клиентах.

В плане запроса видно, что SQL Server действительно использует полусоединение:

|--Nested Loops(Left Semi Join, WHERE:([S].[Cust_Id]=[C].[Cust_Id]))
|--Table Scan(OBJECT:([Customers] AS [C]))
|--Table Scan(OBJECT:([Sales] AS [S]))

Существуют левые и правые полусоединения. Левое полусоединение возвращает строки левой (первой) таблицы, которые соответствуют строкам из правой (второй) таблицы, в то время как правое полусоединение возвращает строки из правой таблицы, которые соответствуют строкам из левой таблицы.

Подобным образом может использоваться анти-полусоединение для обработки подзапроса с NOT EXISTS.

Дополнение

Во всех представленных в статье примерах использовались предикаты соединения, который сравнивали, являются ли оба столбца каждой из соединяемых таблицы равными. Такой тип предикатов соединений принято называть "соединением по эквивалентности". Другие предикаты соединений (например, неравенства) тоже возможны, но соединения по эквивалентности распространены наиболее широко. В SQL Server заложено много альтернативных вариантов оптимизации соединений по эквивалентности и оптимизации соединений с более сложными предикатами.

SQL Server более гибок в выборе порядка соединения и его алгоритма при оптимизации внутренних соединений, чем при оптимизации внешних соединений и CROSS APPLY. Таким образом, если взять два запроса, которые отличаются только тем, что один использует исключительно внутренние соединения, а другой использует внешние соединения и/или CROSS APPLY, SQL Server сможет найти лучший план исполнения для запроса, который использует только внутренние соединения.

• sql server
• операторы в плане запроса

• SQL
• Microsoft SQL Server

SQL JOIN - соединение таблиц базы данных

Оператор языка SQL JOIN предназначен для соединения двух или более таблиц базы данных по совпадающему условию. Этот оператор существует только в реляционных базах данных. Именно благодаря JOIN реляционные базы данных обладают такой мощной функциональностью, которая позволяет вести не только хранение данных, но и их, хотя бы простейший, анализ с помощью запросов. Разберём основные нюансы написания SQL-запросов с оператором JOIN, которые являются общими для всех СУБД (систем управления базами данных). Для соединения двух таблиц оператор SQL JOIN имеет следующий синтаксис:

SELECT ИМЕНА_СТОЛБЦОВ (1..N) FROM ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_1 JOIN ИМЯ_ТАБЛИЦЫ_2 ON УСЛОВИЕ

После одного или нескольких звеньев с оператором JOIN может следовать необязательная секция WHERE или HAVING, в которой, также, как в простом SELECT-запросе, задаётся условие выборки. Общим для всех СУБД является то, что в этой конструкции вместо JOIN может быть указано INNER JOIN, LEFT OUTER JOIN, RIGHT OUTER JOIN, FULL OUTER JOIN, CROSS JOIN (или, как вариант, запятая).

INNER JOIN (внутреннее соединение)

Запрос с оператором INNER JOIN предназначен для соединения таблиц и вывода результирующей таблицы, в которой данные полностью пересекаются по условию, указанному после ON.

То же самое делает и просто JOIN. Таким образом, слово INNER - не обязательное.

Есть база данных портала объявлений - 2. В ней есть таблица Categories (категории объявлений) и Parts (части, или иначе - рубрики, которые и относятся к категориям). Например, части Квартиры, Дачи относятся к категории Недвижимость, а части Автомобили, Мотоциклы - к категории Транспорт.

Если вы хотите выполнить запросы к базе данных из этого урока на MS SQL Server, но эта СУБД не установлена на вашем компьютере, то ее можно установить, пользуясь инструкцией по этой ссылке .

Скрипт для создания базы данных портала объявлений - 2, её таблиц и заполения таблиц данными - в файле по этой ссылке .

Таблицы этой базы данных с заполненными данными имеют следующий вид.

Catnumb	Cat_name	Price
10	Стройматериалы	105,00
505	Недвижимость	210,00
205	Транспорт	160,00
30	Мебель	77,00
45	Техника	65,00

Part_ID	Part	Cat
1	Квартиры	505
2	Автомашины	205
3	Доски	10
4	Шкафы	30
5	Книги	160

Заметим, что в таблице Parts Книги имеют Cat - ссылку на категорию, которой нет в таблице Categories, а в таблице Categories Техника имеет номер категории Catnumb - значение, ссылки на которое нет в таблице Parts.

Пример 1. Требуется соединить данные этих двух таблиц так, чтобы в результирующей таблице были поля Part (Часть), Cat (Категория) и Price (Цена подачи объявления) и чтобы данные полностью пересекались по условию. Условие - совпадение номера категории (Catnumb) в таблице Categories и ссылки на категорию в таблице Parts. Для этого пишем следующий запрос:

SELECT Parts.Part, Categories.Catnumb AS Cat, Categories.Price FROM Parts INNER JOIN Categories ON Parts.Cat = Categories.Catnumb

Результатом выполнения запроса будет следующая таблица:

Part	Cat	Price
Квартиры	505	210,00
Автомашины	205	160,00
Доски	10	105,00
Шкафы	30	77,00

В результирующей таблице нет Книг, так как эта запись ссылается на категорию, которой нет в таблице Categories, и Техники, так как эта запись имеет внешний ключ в таблице Categories, на который нет ссылки в таблице Parts.

В ряде случаев при соединениях таблиц составить менее громоздкие запросы можно с помощью предиката EXISTS и без использования JOIN.

• Страница 2 (Особенности соединения трёх и более таблиц)
• Страница 3 (FULL JOIN для соединения непересекающихся результатов)

Написать запросы SQL с JOIN самостоятельно, а затем посмотреть решения

Есть база данных "Театр". Таблица Play содержит данные о постановках. Таблица Team - о ролях актёров. Таблица Actor - об актёрах. Таблица Director - о режиссёрах. Поля таблиц, первичные и внешние ключи можно увидеть на рисунке ниже (для увеличения нажать левой кнопкой мыши).

Пример 2. Определить самого востребованного актёра за последние 5 лет.

Оператор JOIN использовать 2 раза. Использовать COUNT(), CURDATE(), LIMIT 1.

Пример 3. Вывести список актеров, которые в одном спектакле играют более одной роли, и количество их ролей.

Оператор JOIN использовать 1 раз. Использовать HAVING, GROUP BY.

Подсказка. Оператор HAVING применяется к числу ролей, подсчитанных агрегатной функцией COUNT.

• INNER JOIN (внутреннее соединение)
• Написать запросы SQL с JOIN самостоятельно, а затем посмотреть решения
• LEFT OUTER JOIN (левое внешнее соединение)
• RIGHT OUTER JOIN (правое внешнее соединение)
• FULL OUTER JOIN (полное внешнее соединение)
• Псевдонимы соединяемых таблиц
• CROSS JOIN (перекрестное соединение)
• JOIN и соединение более двух таблиц
• FULL JOIN для соединения непересекающихся результатов