概述
MySQL最強大的功能之一就是能在資料檢索的執行中連線（join）表。大部分的單表資料查詢並不能滿足我們的需求，這時候我們就需要連線一個或者多個表，並通過一些條件過濾篩選出我們需要的資料。
瞭解MySQL連線查詢之前我們先來理解下笛卡爾積的原理。
資料準備
依舊使用上節的表資料（包含classes 班級表和students 學生表）：
1 mysql> select * from classes; 2 +---------+-----------+ 3 | classid | classname | 4 +---------+-----------+ 5 | 1 | 初三一班 | 6 | 2 | 初三二班 | 7 | 3 | 初三三班 | 8 | 4 | 初三四班 | 9 +---------+-----------+ 10 4 rows in set 11 12 mysql> select * from students; 13 +-----------+-------------+-------+---------+ 14 | studentid | studentname | score | classid | 15 +-----------+-------------+-------+---------+ 16 | 1 | brand | 97.5 | 1 | 17 | 2 | helen | 96.5 | 1 | 18 | 3 | lyn | 96 | 1 | 19 | 4 | sol | 97 | 1 | 20 | 7 | b1 | 81 | 2 | 21 | 8 | b2 | 82 | 2 | 22 | 13 | c1 | 71 | 3 | 23 | 14 | c2 | 72.5 | 3 | 24 | 19 | lala | 51 | 0 | 25 +-----------+-------------+-------+---------+ 26 9 rows in set
笛卡爾積
笛卡爾積：也就是笛卡爾乘積，假設兩個集合A和B，笛卡爾積表示A集合中的元素和B集合中的元素任意相互關聯產生的所有可能的結果。
比如A中有m個元素，B中有n個元素，A、B笛卡爾積產生的結果有m*n個結果，相當於迴圈遍歷兩個集合中的元素，任意組合。
笛卡爾積在SQL中的實現方式既是交叉連線(Cross Join)。所有連線方式都會先生成臨時笛卡爾積表，笛卡爾積是關係代數裡的一個概念，表示兩個表中的每一行資料任意組合。
所以上面的表就是 4（班級表）* 9（學生表） = 36條資料；
笛卡爾積語法格式：
1 select cname1,cname2,... from tname1,tname2,...; 2 or 3 select cname from tname1 join tname2 [join tname...];
圖例表示：
上述兩個表實際執行結果如下：
1 mysql> select * from classes a,students b order by a.classid,b.studentid; 2 +---------+-----------+-----------+-------------+-------+---------+ 3 | classid | classname | studentid | studentname | score | classid | 4 +---------+-----------+-----------+-------------+-------+---------+ 5 | 1 | 初三一班 | 1 | brand | 97.5 | 1 | 6 | 1 | 初三一班 | 2 | helen | 96.5 | 1 | 7 | 1 | 初三一班 | 3 | lyn | 96 | 1 | 8 | 1 | 初三一班 | 4 | sol | 97 | 1 | 9 | 1 | 初三一班 | 7 | b1 | 81 | 2 | 10 | 1 | 初三一班 | 8 | b2 | 82 | 2 | 11 | 1 | 初三一班 | 13 | c1 | 71 | 3 | 12 | 1 | 初三一班 | 14 | c2 | 72.5 | 3 | 13 | 1 | 初三一班 | 19 | lala | 51 | 0 | 14 | 2 | 初三二班 | 1 | brand | 97.5 | 1 | 15 | 2 | 初三二班 | 2 | helen | 96.5 | 1 | 16 | 2 | 初三二班 | 3 | lyn | 96 | 1 | 17 | 2 | 初三二班 | 4 | sol | 97 | 1 | 18 | 2 | 初三二班 | 7 | b1 | 81 | 2 | 19 | 2 | 初三二班 | 8 | b2 | 82 | 2 | 20 | 2 | 初三二班 | 13 | c1 | 71 | 3 | 21 | 2 | 初三二班 | 14 | c2 | 72.5 | 3 | 22 | 2 | 初三二班 | 19 | lala | 51 | 0 | 23 | 3 | 初三三班 | 1 | brand | 97.5 | 1 | 24 | 3 | 初三三班 | 2 | helen | 96.5 | 1 | 25 | 3 | 初三三班 | 3 | lyn | 96 | 1 | 26 | 3 | 初三三班 | 4 | sol | 97 | 1 | 27 | 3 | 初三三班 | 7 | b1 | 81 | 2 | 28 | 3 | 初三三班 | 8 | b2 | 82 | 2 | 29 | 3 | 初三三班 | 13 | c1 | 71 | 3 | 30 | 3 | 初三三班 | 14 | c2 | 72.5 | 3 | 31 | 3 | 初三三班 | 19 | lala | 51 | 0 | 32 | 4 | 初三四班 | 1 | brand | 97.5 | 1 | 33 | 4 | 初三四班 | 2 | helen | 96.5 | 1 | 34 | 4 | 初三四班 | 3 | lyn | 96 | 1 | 35 | 4 | 初三四班 | 4 | sol | 97 | 1 | 36 | 4 | 初三四班 | 7 | b1 | 81 | 2 | 37 | 4 | 初三四班 | 8 | b2 | 82 | 2 | 38 | 4 | 初三四班 | 13 | c1 | 71 | 3 | 39 | 4 | 初三四班 | 14 | c2 | 72.5 | 3 | 40 | 4 | 初三四班 | 19 | lala | 51 | 0 | 41 +---------+-----------+-----------+-------------+-------+---------+ 42 36 rows in set
這樣的資料肯定不是我們想要的，在實際應用中，表連線時要加上限制條件，才能夠篩選出我們真正需要的資料。
我們主要的連線查詢有這幾種：內連線、左(外)連線、右(外)連線，下面我們一 一來看。
內連線查詢 inner join
語法格式：
1 select cname from tname1 inner join tname2 on join condition; 2 或者 3 select cname from tname1 join tname2 on join condition; 4 或者 5 select cname from tname1,tname2 [where join condition];
說明：在笛卡爾積的基礎上加上了連線條件，組合兩個表，返回符合連線條件的記錄，也就是返回兩個表的交集（陰影）部分。如果沒有加上這個連線條件，就是上面笛卡爾積的結果。
1 mysql> select a.classname,b.studentname,b.score from classes a inner join students b on a.classid = b.classid; 2 +-----------+-------------+-------+ 3 | classname | studentname | score | 4 +-----------+-------------+-------+ 5 | 初三一班 | brand | 97.5 | 6 | 初三一班 | helen | 96.5 | 7 | 初三一班 | lyn | 96 | 8 | 初三一班 | sol | 97 | 9 | 初三二班 | b1 | 81 | 10 | 初三二班 | b2 | 82 | 11 | 初三三班 | c1 | 71 | 12 | 初三三班 | c2 | 72.5 | 13 +-----------+-------------+-------+ 14 8 rows in set
從上面的資料可以看出 ，初三四班 classid = 4，因為沒有關聯的學生，所以被過濾掉了；lala 同學的classid=0，沒法關聯到具體的班級，也被過濾掉了，只取兩表都有的資料交集
1 mysql> select a.classname,b.studentname,b.score from classes a,students b where a.classid = b.classid and a.classid=1; 2 +-----------+-------------+-------+ 3 | classname | studentname | score | 4 +-----------+-------------+-------+ 5 | 初三一班 | brand | 97.5 | 6 | 初三一班 | helen | 96.5 | 7 | 初三一班 | lyn | 96 | 8 | 初三一班 | sol | 97 | 9 +-----------+-------------+-------+ 10 4 rows in set
查詢1班同學的成績資訊，上面語法格式的第三種，這種方式簡潔高效，直接在連線查詢的結果後面進行Where條件篩選。
左連線查詢 left join
left join on / left outer join on，語法格式：
1 select cname from tname1 left join tname2 on join condition;
說明： left join 是left outer join的簡寫，全稱是左外連線，外連線中的一種。 左(外)連線，左表(classes)的記錄將會全部出來，而右表(students)只會顯示符合搜尋條件的記錄。右表無法關聯的內容均為null。
1 mysql> select a.classname,b.studentname,b.score from classes a left join students b on a.classid = b.classid; 2 +-----------+-------------+-------+ 3 | classname | studentname | score | 4 +-----------+-------------+-------+ 5 | 初三一班 | brand | 97.5 | 6 | 初三一班 | helen | 96.5 | 7 | 初三一班 | lyn | 96 | 8 | 初三一班 | sol | 97 | 9 | 初三二班 | b1 | 81 | 10 | 初三二班 | b2 | 82 | 11 | 初三三班 | c1 | 71 | 12 | 初三三班 | c2 | 72.5 | 13 | 初三四班 | NULL | NULL | 14 +-----------+-------------+-------+ 15 9 rows in set
從上面結果中可以看出，初三四班無法找到對應的學生，所以後面兩個欄位使用null標識。
右連線查詢 right join
right join on / right outer join on，語法格式：
1 select cname from tname1 right join tname2 on join condition;
說明：right join是right outer join的簡寫，全稱是右外連線，外連線中的一種。與左(外)連線相反，右(外)連線，左表(classes)只會顯示符合搜尋條件的記錄，而右表(students)的記錄將會全部表示出來。左表記錄不足的地方均為NULL。
1 mysql> select a.classname,b.studentname,b.score from classes a right join students b on a.classid = b.classid; 2 +-----------+-------------+-------+ 3 | classname | studentname | score | 4 +-----------+-------------+-------+ 5 | 初三一班 | brand | 97.5 | 6 | 初三一班 | helen | 96.5 | 7 | 初三一班 | lyn | 96 | 8 | 初三一班 | sol | 97 | 9 | 初三二班 | b1 | 81 | 10 | 初三二班 | b2 | 82 | 11 | 初三三班 | c1 | 71 | 12 | 初三三班 | c2 | 72.5 | 13 | NULL | lala | 51 | 14 +-----------+-------------+-------+ 15 9 rows in set
從上面結果中可以看出，lala同學無法找到班級，所以班級名稱欄位為null。
連線查詢+聚合函式
使用連線查詢的時候，經常會配合使用聚集函式來進行資料彙總。比如在上面的資料基礎上查詢出每個班級的人數和平均分數、班級總分數。
1 mysql> select a.classname as '班級名稱',count(b.studentid) as '總人數',sum(b.score) as '總分',avg(b.score) as '平均分' 2 from classes a inner join students b on a.classid = b.classid 3 group by a.classid,a.classname; 4 +----------+--------+--------+-----------+ 5 | 班級名稱 | 總人數 | 總分 | 平均分 | 6 +----------+--------+--------+-----------+ 7 | 初三一班 | 4 | 387.00 | 96.750000 | 8 | 初三二班 | 2 | 163.00 | 81.500000 | 9 | 初三三班 | 2 | 143.50 | 71.750000 | 10 +----------+--------+--------+-----------+ 11 3 rows in set
這邊連表查詢的同時對班級（classid，classname）做了分組，並輸出每個班級的人數、平均分、班級總分。
連線查詢附加過濾條件
使用連線查詢之後，大概率會對資料進行在過濾篩選，所以我們可以在連線查詢之後再加上where條件，比如我們根據上述的結果只取出一班的同學資訊。
1 mysql> select a.classname,b.studentname,b.score from classes a inner join students b on a.classid = b.classid where a.classid=1; 2 +-----------+-------------+-------+ 3 | classname | studentname | score | 4 +-----------+-------------+-------+ 5 | 初三一班 | brand | 97.5 | 6 | 初三一班 | helen | 96.5 | 7 | 初三一班 | lyn | 96 | 8 | 初三一班 | sol | 97 | 9 +-----------+-------------+-------+ 10 4 rows in set
如上，只輸出一班的同學，同理，可以附件 limit 限制，order by排序等操作。
總結
1、連線查詢必然要帶上連線條件，否則會變成笛卡爾乘積資料，使用不正確的聯結條件，也將返回不正確的資料。
2、SQL規範推薦首選INNER JOIN語法。但是連線的幾種方式本身並沒有明顯的效能差距，效能的差距主要是由資料的結構、連線的條件，索引的使用等多種條件綜合決定的。
我們應該根據實際的業務場景來決定，比如上述資料場景：如果要求返回返回有學生的班級就使用 inner join；如果必須輸出所有班級則使用left join；如果必須輸出所有學生，則使用right join。
3、效能上的考慮，MySQL在執行時會根據關聯條件處理連線的表，這種處理可能是非常耗費資源的，連線的表越多，效能下降越厲害。所以要分析去除那些不必要的連線和不需要顯示的欄位。
之前我的專案團隊在優化舊的業務程式碼時，發現隨著業務的變更，某些資料不需要顯示，對應的某個連線也不需要了，去掉之後，效能較大提升。