子查询总拖慢查询？把它变成连接就能解决？

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title: 子查询总拖慢查询？把它变成连接就能解决？
date: 2025-10-21T03:54:12+08:00
lastmod: 2025-10-21T03:54:12+08:00
author: cmdragon

summary:
子查询是嵌套在其他SQL语句中的查询，分为标量、行、列和表子查询。相关子查询依赖外部查询变量，性能较差，而非相关子查询独立执行。PostgreSQL优化器通过子查询扁平化将子查询转换为更高效的连接操作。连接操作包括内连接、外连接和交叉连接，优化器基于成本模型选择连接顺序和方法，如嵌套循环、哈希和排序合并连接。通过改写子查询为连接或使用LATERAL连接，可以显著提升查询性能。

categories:

• postgresql

tags:

• 基础入门
  • PostgreSQL
• 子查询
• 连接优化
• SQL性能优化
• LATERAL连接
• 查询改写

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一、子查询：从基础到进阶

子查询是嵌套在其他SQL语句中的查询，相当于“查询里的查询”。PostgreSQL支持多种类型的子查询，我们可以根据返回结果的结构和依赖关系来分类。

1.1 子查询的基本类型

根据返回结果的维度，子查询可以分为四类：

• 标量子查询：返回单个值（一行一列），常用于SELECT、WHERE或HAVING子句中。例如：

  -- 查询所有商品的最高价格，作为单独列返回
  SELECT product_name, price, (SELECT MAX(price) FROM products) AS max_price
  FROM products;
  

• 行子查询：返回一行多列，需用括号包裹列组合。例如：

  -- 查找与管理员邮箱匹配的用户（假设id和name唯一）
  SELECT * FROM users 
  WHERE (id, name) = (SELECT id, name FROM admins WHERE email = '[e-mail]');
  

• 列子查询：返回一列多行，常用于IN、ANY或ALL运算符后。例如：

  -- 查找购买过金额超过100元订单的用户
  SELECT name FROM users 
  WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders WHERE amount > 100);
  

• 表子查询：返回多行多列，需作为临时表（别名）使用，常用于FROM子句中。例如：

  -- 查找总订单金额超过1000元的用户
  SELECT * FROM (SELECT user_id, SUM(amount) AS total FROM orders GROUP BY user_id
  ) AS order_totals 
  WHERE total > 1000;
  

1.2 相关子查询 vs 非相关子查询

根据是否依赖外部查询的变量，子查询分为：

• 非相关子查询：子查询不引用外部查询的任何列，只执行一次。例如上文中的“查找购买过金额超过100元订单的用户”，子查询SELECT user_id FROM orders WHERE amount > 100独立于外部的users表。
• 相关子查询：子查询引用了外部查询的列，每次外部查询的行都会触发子查询执行。例如：

  -- 查找有订单金额超过100元的用户（相关子查询依赖u.id）
  SELECT name FROM users u 
  WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM orders o WHERE o.user_id = u.id AND o.amount > 100);
  

  相关子查询的性能通常更差——想象一下，如果你有1000个用户，子查询就要执行1000次！

1.3 PostgreSQL对子查询的处理：扁平化与去相关

PostgreSQL的查询优化器（Query Optimizer）会尝试将可优化的子查询转换为更高效的连接操作，这个过程叫子查询扁平化（Subquery Flattening）。例如，对于非相关的IN子查询：

-- 原写法：IN子查询
SELECT name FROM users WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders WHERE amount > 100);

优化器会将其“扁平化”为等价的内连接：

-- 优化后：内连接（自动去重）
SELECT DISTINCT u.name 
FROM users u 
JOIN orders o ON u.id = o.user_id 
WHERE o.amount > 100; 

为什么要这么做？因为连接操作的执行计划（如哈希连接、嵌套循环）通常比子查询更高效，尤其是当子查询返回大量结果时。

但不是所有子查询都能被扁平化——比如相关子查询或返回多列的子查询，优化器无法直接转换，这时需要我们手动改写（后面会讲）。

二、连接优化：理解连接的“底层逻辑”

连接是SQL中组合多个表