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共通テーブル式

一部のトランザクション シナリオでは、アプリケーションが複雑なため、最大 2,000 行の単一の SQL ステートメントを記述する必要がある場合があります。ステートメントには、多くの集計と複数レベルのサブクエリのネストが含まれている可能性があります。このような長い SQL ステートメントを維持することは、開発者にとって悪夢になる可能性があります。

このような長い SQL ステートメントを回避するには、 ビューを使用してクエリを簡素化するか、 一時テーブルを使用して中間クエリ結果をキャッシュします。

このドキュメントでは、クエリ結果を再利用するためのより便利な方法である、TiDB の Common Table Expression (CTE) 構文を紹介します。

TiDB v5.1 以降、TiDB は ANSI SQL99 標準の CTE と再帰をサポートしています。 CTE を使用すると、複雑なアプリケーション ロジックの SQL ステートメントをより効率的に記述し、コードをより簡単に維持できます。

基本的な使い方

共通テーブル式 (CTE) は、ステートメントの読みやすさと実行効率を向上させるために、SQL ステートメント内で複数回参照できる一時的な結果セットです。 WITHステートメントを適用して CTE を使用できます。

共通テーブル式は、非再帰 CTE と再帰 CTE の 2 つのタイプに分類できます。

非再帰 CTE

非再帰 CTE は、次の構文を使用して定義できます。

WITH <query_name> AS (
    <query_definition>
)
SELECT ... FROM <query_name>;

たとえば、最も古い 50 人の著者のそれぞれが何冊の本を書いたかを知りたい場合は、次の手順を実行します。

  • SQL
  • Java

一時テーブルのステートメントを次のように変更します。

WITH top_50_eldest_authors_cte AS (
    SELECT a.id, a.name, (IFNULL(a.death_year, YEAR(NOW())) - a.birth_year) AS age
    FROM authors a
    ORDER BY age DESC
    LIMIT 50
)
SELECT
    ANY_VALUE(ta.id) AS author_id,
    ANY_VALUE(ta.age) AS author_age,
    ANY_VALUE(ta.name) AS author_name,
    COUNT(*) AS books
FROM top_50_eldest_authors_cte ta
LEFT JOIN book_authors ba ON ta.id = ba.author_id
GROUP BY ta.id;

結果は次のとおりです。

+------------+------------+---------------------+-------+
| author_id  | author_age | author_name         | books |
+------------+------------+---------------------+-------+
| 1238393239 |         80 | Araceli Purdy       |     1 |
|  817764631 |         80 | Ivory Davis         |     3 |
| 3093759193 |         80 | Lysanne Harris      |     1 |
| 2299112019 |         80 | Ray Macejkovic      |     4 |
...
+------------+------------+---------------------+-------+
50 rows in set (0.01 sec)

public List<Author> getTop50EldestAuthorInfoByCTE() throws SQLException {
    List<Author> authors = new ArrayList<>();
    try (Connection conn = ds.getConnection()) {
        Statement stmt = conn.createStatement();
        ResultSet rs = stmt.executeQuery("""
            WITH top_50_eldest_authors_cte AS (
                SELECT a.id, a.name, (IFNULL(a.death_year, YEAR(NOW())) - a.birth_year) AS age
                FROM authors a
                ORDER BY age DESC
                LIMIT 50
            )
            SELECT
                ANY_VALUE(ta.id) AS author_id,
                ANY_VALUE(ta.name) AS author_name,
                ANY_VALUE(ta.age) AS author_age,
                COUNT(*) AS books
            FROM top_50_eldest_authors_cte ta
            LEFT JOIN book_authors ba ON ta.id = ba.author_id
            GROUP BY ta.id;
        """);
        while (rs.next()) {
            Author author = new Author();
            author.setId(rs.getLong("author_id"));
            author.setName(rs.getString("author_name"));
            author.setAge(rs.getShort("author_age"));
            author.setBooks(rs.getInt("books"));
            authors.add(author);
        }
    }
    return authors;
}

著者「Ray Macejkovic」が 4 冊の本を書いたことがわかります。 CTE クエリを使用すると、次のように、これら 4 冊の書籍の注文と評価の情報をさらに取得できます。

WITH books_authored_by_rm AS (
    SELECT *
    FROM books b
    LEFT JOIN book_authors ba ON b.id = ba.book_id
    WHERE author_id = 2299112019
), books_with_average_ratings AS (
    SELECT
        b.id AS book_id,
        AVG(r.score) AS average_rating
    FROM books_authored_by_rm b
    LEFT JOIN ratings r ON b.id = r.book_id
    GROUP BY b.id
), books_with_orders AS (
    SELECT
        b.id AS book_id,
        COUNT(*) AS orders
    FROM books_authored_by_rm b
    LEFT JOIN orders o ON b.id = o.book_id
    GROUP BY b.id
)
SELECT
    b.id AS `book_id`,
    b.title AS `book_title`,
    br.average_rating AS `average_rating`,
    bo.orders AS `orders`
FROM
    books_authored_by_rm b
    LEFT JOIN books_with_average_ratings br ON b.id = br.book_id
    LEFT JOIN books_with_orders bo ON b.id = bo.book_id
;

結果は次のとおりです。

+------------+-------------------------+----------------+--------+
| book_id    | book_title              | average_rating | orders |
+------------+-------------------------+----------------+--------+
|  481008467 | The Documentary of goat |         2.0000 |     16 |
| 2224531102 | Brandt Skiles           |         2.7143 |     17 |
| 2641301356 | Sheridan Bashirian      |         2.4211 |     12 |
| 4154439164 | Karson Streich          |         2.5833 |     19 |
+------------+-------------------------+----------------+--------+
4 rows in set (0.06 sec)

この SQL ステートメントでは、 ,で区切られた 3 つの CTE ブロックが定義されています。

まず、CTE ブロックbooks_authored_by_rmで著者 (ID は2299112019 ) によって書かれた本を調べます。次に、 books_with_average_ratingsとbooks_with_ordersでそれぞれの本の平均評価と注文を見つけます。最後に、 JOINステートメントで結果を集計します。

1 のクエリはbooks_authored_by_rm回だけ実行され、TiDB はその結果をキャッシュするための一時スペースを作成することに注意してください。 books_with_average_ratingsとbooks_with_ordersのクエリがbooks_authored_by_rmを参照する場合、TiDB はこの一時スペースから直接結果を取得します。

ヒント：

デフォルトの CTE クエリの効率が良くない場合は、 MERGE()ヒントを使用して CTE サブクエリを外側のクエリに拡張し、効率を向上させることができます。

再帰的 CTE

再帰 CTE は、次の構文を使用して定義できます。

WITH RECURSIVE <query_name> AS (
    <query_definition>
)
SELECT ... FROM <query_name>;

古典的な例は、再帰的な CTE を使用してフィボナッチ数のセットを生成することです。

WITH RECURSIVE fibonacci (n, fib_n, next_fib_n) AS
(
  SELECT 1, 0, 1
  UNION ALL
  SELECT n + 1, next_fib_n, fib_n + next_fib_n FROM fibonacci WHERE n < 10
)
SELECT * FROM fibonacci;

結果は次のとおりです。

+------+-------+------------+
| n    | fib_n | next_fib_n |
+------+-------+------------+
|    1 |     0 |          1 |
|    2 |     1 |          1 |
|    3 |     1 |          2 |
|    4 |     2 |          3 |
|    5 |     3 |          5 |
|    6 |     5 |          8 |
|    7 |     8 |         13 |
|    8 |    13 |         21 |
|    9 |    21 |         34 |
|   10 |    34 |         55 |
+------+-------+------------+
10 rows in set (0.00 sec)

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