面试官:为什么 SQL 语句不要过多的 join?

文摘   2024-11-01 12:52   山西  

嗨,大家好,今天咱们聊聊那个能让程序员头皮发麻的问题:SQL 语句里的 join 究竟能不能多用?老实说,这个问题可不简单,尤其是在被面试官灵魂拷问的时候😅。

# 为什么“多 Join”会让人头疼?

在复杂业务逻辑和庞大数据量的双重打击下,join 的使用确实是个值得深思的问题。先说个题外话,数据库表设计,想必大家都遇到过“多表设计越多越好”的老板需求,对吧?

但是在真实场景中,频繁的 join 操作对性能的影响可以说是相当“致命”的。很多新手可能觉得数据库不就是查数据吗,来几百行 join 有啥?事情可没那么简单。

举个小栗子:

假设你有一个电商系统,需要从“用户表”、“订单表”和“商品表”中提取用户信息、订单明细和商品详情。一个简单的 SQL 语句可能看起来是这样的:

SELECT 
    u.name, u.email, o.order_date, p.product_name
FROM 
    users u
JOIN 
    orders o ON u.user_id = o.user_id
JOIN 
    products p ON o.product_id = p.product_id
WHERE 
    u.user_id = 12345;

这段查询语句从三个表里拉出数据,看上去挺美好。但实际情况是,join 数量一旦上去,查询性能基本上开始“咣当”了,像列车驶上了颠簸的轨道。每次 join 都涉及大量的表扫描和匹配,尤其当表记录量一多,分分钟就是“系统等半天”。

# 多Join带来的性能挑战

1. 查询效率低下

数据库在处理多个 join 时,特别是那种带着大表的多重 join,几乎是在搞大项目:它要先加载一个表的全部数据,再去匹配另一个表。大表之间的 join 甚至会触发“笛卡尔积”,也就是不管你原来数据多么规整,数据量很可能瞬间膨胀,直接让数据库“卡成PPT”。

2. 锁竞争严重

想象一下,当系统里上千用户都发起类似的多表查询,数据库自然压力山大,处理器和内存资源也跟着告急。更关键的是,join 操作经常需要锁定数据,以确保读取的数据一致性,这种锁会导致其他用户在等待状态,性能问题说来就来。

# 为什么互联网公司不喜欢多Join

在大多数互联网场景中,“扩展性”几乎是王道。传统关系型数据库的设计理念更多是“内聚”,讲究数据的一致性和关系的完整性,比如外键约束、事务管理等。但在互联网高并发业务中,这些“完美的数据库设计”往往不太实用。现实是,用户只要一点击按钮,成千上万的数据就扑面而来。此时,如果还让数据库在“内耗”里挣扎,那不是自己为难自己吗?

所以,为了业务扩展性和高并发性,很多互联网企业会做出一些妥协,比如:

  • 少用 join,数据分散到各自系统处理
  • 减少数据库的复杂关联,甚至在代码层面进行数据整合
  • 更倾向于选用 NoSQL 数据库,像是 MongoDB 和 Redis,它们的分布式扩展支持更方便

当然,很多技术小伙伴在面对这些“互联网不成文规定”时会吐槽:这是在削弱数据库的强大功能,但它们确实是根据场景需求做出的妥协。举个例子,假如你是家常年日活千万的社交平台,在数据量大、查询频繁的情况下,数据库的join性能很难撑得住;但要是你是一家业务相对单一的电商小公司,也许这些限制确实没必要。

一些性能优化的小技巧

既然多 join 的确存在性能隐患,那有没有优化方案?以下是几个应对措施,不敢说包治百病,但至少可以缓解一些疼痛。

1. 合理设计索引

join 常用的字段比如主键、外键等,务必要设计好索引。加了索引后,数据库查找数据的效率显著提升。试想原来你在找《金庸全集》里的某一章节,现在直接翻目录就行,而不是一本一本翻。

CREATE INDEX idx_user_id ON orders(user_id);

2. 数据分区与分表

如果一张表里的数据实在太多,可以考虑对数据进行分区或分表。比如,按用户地域或时间进行分区查询,既能减小查询数据量,也可以加快查询速度。

3. 合理的缓存

在一些频繁访问的热点数据上添加缓存机制,比如 Redis,把冷门数据才让数据库处理。简单说,这就相当于把“常用文件放桌面,其他文件丢文档夹”。

4. 数据冗余和反范式设计

为了性能,有时候适当的数据冗余是值得的。可以在多个表中冗余一些字段,减少 join 操作的必要性。不过这个需要平衡利弊,不然“数据库臃肿症”也不太好治。

如果真的要用join,这些细节不能忽略

说了这么多,难道 join 就一无是处?当然不是,只不过 join 需要用在“刀刃上”。在一些核心查询需求上,适当的 join 是必须的。以下是一些要点,帮助你正确使用 join,避免 SQL 性能变成黑洞。

1. 选择适合的 join 类型

join 其实分很多种类型,INNER JOINLEFT JOINRIGHT JOIN 等。选择合适的 join 能减少无效查询的产生,尤其是 INNER JOIN,它只会在匹配条件的情况下进行连接,避免过多的无效数据参与运算。

2. 减少不必要的列

在 SQL 语句中尽量避免 SELECT *,每个字段都消耗资源,查询时只选取必要的字段,减少数据库压力。其实你可能不需要所有列的数据,少选几列性能就会提升不少。

SELECT u.name, o.order_date 
FROM users u
JOIN orders o ON u.user_id = o.user_id;

3. 避免嵌套过多的 join

语句越复杂,执行成本越高,特别是嵌套 join 需要多次扫描和匹配。因此,尽量避免超过三层的 join 嵌套,不然你的 SQL 性能就是在挑战数据库底线。

不如都用 NoSQL?其实没有那么绝对

当下分布式架构日渐普及,很多人会说“干脆扔掉关系型数据库,全用 NoSQL 岂不更香?”是的,NoSQL 确实在数据存储上更加灵活,但关系型数据库的特性,比如事务和数据一致性保障,依然在金融、医疗等领域独具优势。所以,选择数据库不是“谁香用谁”,而是要根据具体业务需求权衡利弊。

join 不是不可以用,而是要权衡用法。过多的 join 确实会拖累数据库,但适度的 join 却能让查询更加高效、逻辑更加严谨。至于用关系型数据库还是 NoSQL,还是那句话,技术选型的核心是场景适配。掌握好场景,你会发现每一种数据库都有自己的魅力和应用价值。所以啊,与其硬碰硬,不如把数据库当朋友,找到“对胃口”的合作方式。

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程序媛山楂
5年+程序媛,专注于AI编程普及。本号主要分享AI编程、Chat账号、Chat教程、Sora教程、Suno AI、Sora账号、Sora提示词、AI换脸、AI绘画等,帮助解决各种AI疑难杂症。
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