文章目录

• • 1. 前言
  • 2. 需求与实现
  • • 2.1 实现说明
    • 2.2 ROW_NUMBER () 的限制
    • 2.2.1 RANK() 实现
    • 2.2.2 RANK() 的限制
    • 2.2.3 DENSE_RANK() 实现
  • 3. MySQL 使用 User-Defined Variables 实现开窗函数
  • • 3.1 实现
    • 3.2 进一步学习：官网资料
    • • 3.2.1 用户变量作用的时机
      • 3.2.2 可不可以不初始化，就使用
    • 3.3 进一步学习：Spring 相关
  • 4. 后记

1. 前言

项目用了 PostgreSQL 作为数据库。用上了一直感兴趣的开窗函数，这里记录以下。
考虑到使用MySQL的项目也可能有这种需求，思考 MySQL 8.0 以前的实现方式（8.0开始就有开窗函数了，不用自己造轮子）。探索的过程中，把 User-Defined Variables 也学起来了，结合官网资料做一下笔记。

2. 需求与实现

• 需求
  主表要关联历史表，取历史表最新的一条数据，根据最新时间关联上的历史表中的数据要全部带出来
• PostgreSQL 实现：

SELECT*
FROMmain main
LEFT JOIN (SELECT* FROM( SELECT *, ROW_NUMBER () OVER ( PARTITION BY main_id ORDER BY create_time DESC ) AS rw FROM main_history ) TEMP WHERE TEMP.rw = 1
) history ON main.main_id = history.main_id;

• 拆解sql

SELECT*
FROMmain main
LEFT JOIN (SELECT* FROM( 【这一部分是本文讨论的重点， 拆出来放到下文】) TEMP WHERE TEMP.rw = 1
) history ON main.main_id = history.main_id;

后文讨论 ROW_NUMBER () 、RANK()、DENSE_RANK 关注以下sql即可

SELECT *, ROW_NUMBER () OVER ( PARTITION BY main_id ORDER BY create_time DESC ) AS rw FROM main_history 

2.1 实现说明

• OVER ( PARTITION BY main_id ORDER BY create_time DESC )
  数据根据 main_id 分组 （与group by 不同，这里多条数据不会被合并成一条），组内的数据按 create_time 倒序排列

• ROW_NUMBER ()
  根据 OVER 的排序规则，为数据编号，如果 create_time 相同，依旧会保证 1,2,3…n 的连续序号

2.2 ROW_NUMBER () 的限制

SELECT *, ROW_NUMBER () OVER ( PARTITION BY main_id ORDER BY create_time DESC ) AS rw FROM main_history 

使用 ROW_NUMBER () 实现需求，默认了以下行为：
一个主表有多个历史表，但是历史表同一时刻（尽管create_time相同），只会取一条记录。
如果主表希望查出两个历史表记录，需要用到 rank()

2.2.1 RANK() 实现

SELECT *, rank() OVER ( PARTITION BY main_id ORDER BY create_time DESC ) AS rw FROM main_history

2.2.2 RANK() 的限制

可以看到上文main_id = 1 的分组中 rw 列的排列是 1, 1, 3。
如果需要1 , 1, 2 这种稠密的编码，则需要使用到dense_rank

2.2.3 DENSE_RANK() 实现

SELECT *, dense_rank() OVER ( PARTITION BY main_id ORDER BY create_time DESC ) AS rw FROM main_history

3. MySQL 使用 User-Defined Variables 实现开窗函数

这一部分是结合网上的资料，用mysql能解析的方式实现了开窗函数。一开始看这些变量真的挺头晕的，后面查阅官方资料，也算是清晰了。

3.1 实现

• ROW_NUMBER()

SELECThistory.*, IF( @pre_main_id = history.main_id, @cur_rank := @cur_rank + 1, @cur_rank := 1 ) row_number , @pre_main_id := history.main_id 
FROM-- 连接可能被线程池工具复用，避免变量污染, 每次使用都重新初始化 变量main_history history  ,( SELECT @cur_rank := 0, @pre_main_id := NULL ) r 
ORDER BYhistory.main_id, history.create_time DESC

• DENSE_RANK()

SELECT history.*,
IF(@pre_main_id = history.main_id, IF(@pre_create_time = history.create_time, @cur_rank, @cur_rank := @cur_rank + 1), @cur_rank := 1) dense_rank,
-- 后置处理
@pre_create_time := history.create_time temp2, @pre_main_id := history.main_id temp3
FROM -- 连接可能被线程池工具复用，避免变量污染, 每次使用都重新初始化 变量main_history history, (SELECT @cur_rank := 0, @pre_main_id := NULL, @pre_create_time := NULL, @rank_counter := 1) r
ORDER BY history.main_id, history.create_time DESC
) temp where dense_rank = 1;

• RANK()

SELECT history.*,
-- 前置处理, 保证总数递增，确保形如 1, 1, 3 这种排列，而不是 1, 1, 2
IF(@pre_main_id = history.main_id, @rank_counter := @rank_counter + 1, @rank_counter := 1) temp1,
IF(@pre_main_id = history.main_id, IF(@pre_create_time = history.create_time, @cur_rank, @cur_rank := @rank_counter), @cur_rank := 1) rank,
-- 后置处理
@pre_create_time := history.create_time temp2, @pre_main_id := history.main_id temp3
FROM -- 连接可能被线程池工具复用，避免变量污染, 每次使用都重新初始化 变量main_history history, (SELECT @cur_rank := 0, @pre_main_id := NULL, @pre_create_time := NULL, @rank_counter := 1) r
ORDER BY history.main_id, history.create_time DESC

3.2 进一步学习：官网资料

User-Defined Variables 官方文档
【前置知识】一个sql语句的执行过程：存储引擎 -> server -> client

3.2.1 用户变量作用的时机

In a SELECT statement, each select expression is evaluated only when sent to the client. This means that in a HAVING, GROUP BY, or ORDER BY clause, referring to a variable that is assigned a value in the select expression list does not work as expected: SELECT (@aa:=id) AS a, (@aa+3) AS b FROM tbl_name HAVING b=5;

释意： 用户变量作用在select语句上，只有在发送到客户端的时候才会被解析.
言下之意是：以下语句执行时，用户变量还没处理数据，所以不要使用用户变量。

• HAVING
• GROUP BY
• ORDER BY

3.2.2 可不可以不初始化，就使用

If you refer to a variable that has not been initialized, it has a value of NULL and a type of string.

释意：未初始化使用，默认值为string 类型的 null

3.3 进一步学习：Spring 相关

使用了用户变量，很自然就要在意变量是不是线程安全的。类似Spring 集成线程池，连接是共享的，要特别在意线程安全问题。
对于这个问题，有网友解答了：参考连接 (内容是搬运stackoverflow的)

Including (select @num := 0) initializes the variable at the beginning of the query. User-defined variables are scoped to the individual connection, and a connection can only run one query at a time, so this specific case is perfectly “thread-safe.”
However, it’s also a bit of a hack.

select
@num := (@num + 1) as row_number
from
user u,
(select @num := 0);

简要释义：一个connection同一时刻只会允许一个语句执行。(select @num := 0) 声明了一个connection作用域的用户变量。如果connection是隔离的，用户变量这个时候是安全的。

补充：

(select @num := 0)

Spring 会复用 connection，但是使用用户变量时都重新初始化，也不用担心connenction的上个使用者传递一个使用过的用户变量给下一个使用者。

4. 后记

最近 chatGPT好火，可以想象 chatGPT 以后能把开窗函数的 sql 转化成 MySQL 5.x 的对等实现。希望国内早点引进这种提高生产力的技术。