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SQL 如何实现“Top-N per group”且性能最优的写法对比

冰川箭仙

冰川箭仙

发布时间:2026-01-30 16:30:01

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116人浏览过

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来源于php中文网

原创

ROW_NUMBER()是最通用可控的Top-N写法,需确保PARTITION BY与ORDER BY列有联合索引;MySQL 5.7-需子查询(性能差);PostgreSQL可用DISTINCT ON(Top-1极速)或LATERAL(大分组高效)。

sql 如何实现“top-n per group”且性能最优的写法对比

ROW_NUMBER() 窗口函数是最通用且可控的写法

绝大多数场景下,ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY group_col ORDER BY sort_col DESC) 是首选。它逻辑清晰、语义明确,且所有主流数据库(PostgreSQL、SQL Server、Oracle、MySQL 8.0+、Trino、BigQuery)都支持。

关键点在于:必须确保 PARTITION BY 列有索引(尤其是和 ORDER BY 列组合),否则窗口函数会触发全表扫描 + 排序,性能急剧下降。

  • 避免在 ORDER BY 中使用函数或表达式(如 UPPER(name)),否则索引大概率失效
  • 如果只要 Top-1,且业务允许“任意一条”(不严格要求排序稳定),MAX() / MIN() + GROUP BY 可能更快,但无法带回其他字段
  • ROW_NUMBER() 保证每行唯一编号,适合需要精确 N 条的场景;RANK()DENSE_RANK() 在有并列时行为不同,慎用

MySQL 5.7 或更老版本只能靠相关子查询或自连接

这些版本不支持窗口函数,ROW_NUMBER() 不可用。最常见写法是用相关子查询统计“本组内有多少条记录比当前行更优”,再过滤数量 ≤ N:

SELECT t1.* FROM orders t1
WHERE (
  SELECT COUNT(*) FROM orders t2
  WHERE t2.customer_id = t1.customer_id
    AND t2.order_date > t1.order_date
) < 3;

这个写法看似直观,但性能极差:对每行都要执行一次子查询,复杂度接近 O(n²),数据量一过万就明显卡顿。

  • 必须给 (customer_id, order_date) 建联合索引,否则子查询无法走索引范围扫描
  • 若 N 较小(如 Top-3),可改用 LIMIT + UNION ALL 模拟(每个 group 单独查再合并),但 SQL 冗长且 group 数多时不现实
  • 升级到 MySQL 8.0+ 是根本解法——窗口函数性能通常比子查询高一个数量级

PostgreSQL 中 DISTINCT ON 是 Top-1 的极速替代方案

当只需要每个分组的第一条(按某字段排序后取第一条),DISTINCT ONROW_NUMBER() 更轻量,执行计划常省去窗口排序步骤:

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SELECT DISTINCT ON (customer_id) *
FROM orders
ORDER BY customer_id, order_date DESC;

它的限制很明确:ORDER BY 必须以 DISTINCT ON 的列开头,后续字段决定“第一”的选取顺序。

  • 仅适用于 Top-1;想取 Top-N 就得退回 ROW_NUMBER()
  • 依赖 (customer_id, order_date) 的索引,否则 ORDER BY 仍需全局排序
  • 在高并发、小结果集(如每组最多几条)场景下,实测响应常快 30%~50%

大表分页取 Top-N 时,LATERAL 关联比窗口函数更省内存

当 group 数量极大(比如百万级用户),而每组只取前几条,用 ROW_NUMBER() 会先为全表打标再过滤,内存和临时空间压力大。PostgreSQL 和 SQL Server 支持 LATERAL(或 APPLY),让数据库“按需拉取”:

SELECT u.*, o.*
FROM users u
CROSS JOIN LATERAL (
  SELECT * FROM orders o2
  WHERE o2.customer_id = u.id
  ORDER BY o2.order_date DESC
  LIMIT 3
) o;

这种写法本质是“对每个 user 执行一次带 LIMIT 的子查询”,避免了全表打标,IO 更局部,尤其适合 SSD 环境。

  • 必须确保 orders(customer_id, order_date) 有高效索引
  • group 总数不宜太少(否则 LATERAL 的调度开销反而凸显);建议 group 数 ≥ 10k 时重点考虑
  • MySQL 目前不支持 LATERAL,MariaDB 10.11+ 已支持,但语法略有差异

实际选型时,别只盯着语法“看起来多简洁”。真正卡住性能的,往往是索引缺失、数据倾斜(某个 group 占据 90% 行数)、或误把 RANK()ROW_NUMBER() 用导致结果条数远超预期。先看执行计划里的 WindowAggSubquery Scan 节点是否走了索引,再调写法。

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