Apache Flink 漫谈系列 - JOIN 算子

聊什么

在《Apache Flink 漫谈系列 - SQL概览》中我们先容了JOIN算子的语义和根基的行使方法，先容进程中各人发明Apache Flink在语法语义上是遵循ANSI-SQL尺度的，那么再深思一下传统数据库为啥必要有JOIN算子呢?在实现道理上面Apache Flink内部实现和传统数据库有什么区别呢?本篇将细致的为各人先容传统数据库为什么必要JOIN算子，以及JOIN算子在Apache Flink中的底层实现道理和在现实行使中的优化!

什么是JOIN

在《Apache Flink 漫谈系列 - SQL概览》中我对JOIN算子有过简朴的先容，这里我们以详细实例的方法让各人对JOIN算子加深印象。JOIN的本质是别离从N(N>=1)张表中获取差异的字段，进而获得最完备的记录行。好比我们有一个查询需求：在门生表(学号，姓名，性别)，课程表(课程号，课程名，学分)和后果表(学号，课程号，分数)中查询全部门生的姓名，课程名和测验分数。如下：

为啥必要JOIN

JOIN的本质是数据拼接，那么假如我们将全部数据列存储在一张大表中，是不是就不必要JOIN了呢?假如然的能将所需的数据都在一张表存储，我想就真的不必要JOIN的算子了，但实际营业中真的能做到将所需数据放到统一张大表内里吗?谜底是否认的，焦点缘故起因有2个：

(1)发生数据的源头也许不是一个体系;

(2)发生数据的源头是统一个体系，可是数据冗余的极重价钱，迫使我们会遵循数据库范式，举办表的计划。简说NF如下：

• 1NF - 列不行再分;
• 2NF - 切合1NF，而且非主键属性所有依靠于主键属性;
• 3NF - 切合2NF，而且消除转达依靠，即：任何字段不能由其他字段派生出来;
• BCNF - 切合3NF，而且主键属性之间无依靠相关。

虽然尚有 4NF，5NF，不外在现实的数据库计划进程中做到BCNF已经足够了!(并非否认4NF,5NF存在的意义，只是小我私人还没有碰着必然要用4NF，5NF的场景，计划每每会按存储本钱，查询机能等综合身分考量)

JOIN种类

JOIN 在传统数据库中有如下分类：

(1)CROSS JOIN - 交错毗连，计较笛卡儿积;

(2)INNER JOIN - 内毗连，返回满意前提的记录;

(3)OUTER JOIN

• LEFT - 返回左表全部行，右表不存在补NULL;
• RIGHT - 返回右表全部行，左边不存在补NULL;
• FULL - 返回左表和右表的并集，不存在一边补NULL;

(4)SELF JOIN - 自毗连，将表查询时辰定名差异的别名。

JOIN语法

JOIN 在SQL89和SQL92中有差异的语法，以INNER JOIN为例声名：

• SQL89 - 表之间用“，”逗号支解，链接前提和过滤前提都在Where子句指定:

SELECT 
  a.colA, 
  b.colA 
FROM  
  tab1 AS a , tab2 AS b 
WHERE a.id = b.id and a.other > b.other 

• SQL92 - SQL92将链接前提在ON子句指定，过滤前提在WHERE子句指定，逻辑更为清楚:

SELECT 
  a.colA, 
  b.colA 
FROM 
  tab1 AS a JOIN tab2 AS b ON a.id = b.id 
WHERE 
  a.other > b.other 

本篇中的后续示例将应用SQL92语法举办SQL的编写，语法如下：

tableExpression [ LEFT|RIGHT|FULL|INNER|SELF ] JOIN tableExpression [ ON joinCondition ] [WHERE filterCondition] 

语义示例声名

在《Apache Flink 漫谈系列 - SQL概览》中对JOIN语义有过简朴先容，这里会举办睁开先容。 我们以开篇示例中的三张表：门生表(学号，姓名，性别)，课程表(课程号，课程名，学分)和后果表(学号，课程号，分数)来先容各类JOIN的语义。

1. CROSS JOIN

交错毗连会对两个表举办笛卡尔积，也就是LEFT表的每一行和RIGHT表的全部行举办联接，因今天生功效表的行数是两个表行数的乘积，如student和course表的CROSS JOIN功效如下：

mysql> SELECT * FROM student JOIN course; 
+------+-------+------+-----+-------+--------+ 
| no   | name  | sex  | no  | name  | credit | 
+------+-------+------+-----+-------+--------+ 
| S001 | Sunny | M    | C01 | Java  |      2 | 
| S002 | Tom   | F    | C01 | Java  |      2 | 
| S003 | Kevin | M    | C01 | Java  |      2 | 
| S001 | Sunny | M    | C02 | Blink |      3 | 
| S002 | Tom   | F    | C02 | Blink |      3 | 
| S003 | Kevin | M    | C02 | Blink |      3 | 
| S001 | Sunny | M    | C03 | Spark |      3 | 
| S002 | Tom   | F    | C03 | Spark |      3 | 
| S003 | Kevin | M    | C03 | Spark |      3 | 
+------+-------+------+-----+-------+--------+ 
9 rows in set (0.00 sec) 

（编辑：湖南网）

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