Mysql 8 新特性 window functions 的作用

MySQL 8.0的新特性包括：

• 对Unicode 9.0的开箱即用的完整支持
• 支持窗口函数和递归SQL语法，这在以往是不可能或者很难才能编写这样的查询语句
• 对原生JSON数据和文档存储功能的增强支持
• MySQL 8.0的发布，跳过了多个版本号（从5.5开始），由于6.0修改和7.0是用来保留做MySQL的集群版本，因此采用了8.0的版本号。

1. 问题

Mysql 8.0.2 中新增加了一个主要功能 - 窗口函数 window function

这个功能具体是解决什么问题？下面先看一个SQL查询的场景，看一下平时我们是怎么做的，然后再看一下如何使用窗口函数来更方便的解决

（1）准备测试表和数据

建一个简单的电影信息表，字段有：

ID
release_year（发行年份）
category_id（所属分类ID）
rating（评分）
CREATE TABLE films (
 id int(11),
 release_year int(11),
 category_id int(11),
 rating decimal(3,2)
)

插入测试数据

insert into films2 values
(1,2015,1,8.00),
(2,2015,2,8.50),
(3,2015,3,9.00),
(4,2016,2,8.20),
(5,2016,1,8.40),
(6,2017,2,7.00);

整体形式如下

（2）查询需求

查询每一年中的平均评分，要求每条记录后面都显示当年的平均评分

例如 2015 年，有3条记录，8.00, 8.50, 9.00 的平均分是 8.5，2016年有2条记录，平均分是 8.3，2017年有1条记录，平均分为 7.00

最终结果的形式如下：

我们可以使用子查询来计算各年的平均分，然后使用 join 把结果连接回去

SELECT
 f.id, f.release_year, 
 f.rating, years.year_avg
FROM films f
LEFT JOIN (
 SELECT f.release_year, 
  AVG(rating) AS year_avg
 FROM films f
 GROUP BY f.release_year
) years 
ON f.release_year = years.release_year

是不是有点复杂，下面看下窗口函数的处理方式

2. window functions 的解决方案

什么是 window functions

window functions 是对一组数据进行计算，与使用 group by 时不同，不会进行单行的结果输出，而是与每条记录相关联

语法示例：

SELECT
function_name OVER ( window_definition )
FROM (...)

window_definition 是定义要计算的记录集合，就像是一个小窗口，在整体数据集合上显示出一部分

function_name 指定了对于窗口中的数据集合执行什么计算

回头看下上面的那个查询，需要计算每部电影所在年份的所有电影平均评分，下面使用窗口函数来处理

SELECT
 f.id, f.release_year, 
 f.category_id, f.rating,
 AVG(rating) OVER 
 (PARTITION BY release_year) AS year_avg
FROM films f

window_definition 部分使用了 PARTITION BY 从句，它告诉数据库把结果数据集合分割成更小的部分，把 release_year 相同的放在一起，函数 AVG(rating) 会对每个窗口数据进行计算，然后把结果放到每一行中

查询示例1

计算每部电影在所属年份中的评分排行位置

查询语句

SELECT
 f.id, f.release_year, 
 f.category_id, f.rating,
 RANK() OVER (PARTITION BY release_year 
  ORDER BY rating DESC) AS year_rank
FROM films f

window_definition 部分使用 PARTITION BY 来根据 release_year 划分窗口，使用 ORDER BY 在窗口内排序

RANK() 函数可以返回一行数据在本窗口中的位置

查询结果

查询示例2

查看每部电影在总排行榜中的位置

查询语句

SELECT
 f.id, f.release_year, 
 f.category_id, f.rating,
 RANK() OVER (ORDER BY rating DESC) 
  AS general_rank
FROM films f order by id

主语句中的 order by 保证了整个数据集的排序

window_definition 中没有使用 PARTITION BY，那么就是把整个结果集合当做一个窗口，ORDER BY 对窗口中的数据根据 rating 做降序排序，把得分最高的放前面

RANK() 函数取得每条记录在窗口中的位置

查询结果

3. 小结

窗口函数是 Mysql 8.0.2 中的高级特性，可以方便的执行聚合计算，而不用对结果集进行实际的聚合，大大增加了灵活性、可读性，更便于维护