探索MySQL递归查询，优雅的给树结构分页!

2024 年 03 月 22 日

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在数据库管理系统中，递归查询是一种特殊的查询，它允许查询结果引用自身，从而可以处理具有树状结构或层级结构的数据。MySQL，作为一种流行的关系型数据库系统，它在5.7及更高版本中通过公用表表达式（Common Table Expressions，简称CTE）和WITH RECURSIVE子句的支持，提供了递归查询的功能。

当涉及到树结构数据的分页时，这是一个挑战，因为传统的分页方式可能会打断树的层级结构。优雅的分页解决方案应该是能够在保持数据层级关系不变的同时提供相关数据的子集。

下面将详细探索如何使用MySQL实现递归查询，并在保持树结构数据的前提下进行分页处理。

递归查询的基础

假设我们有一个部门表（departments），表中有id（部门ID）、parent_id（上级部门ID）和name（部门名称）字段。树的根节点部门的parent_id为NULL。

使用WITH RECURSIVE对树结构的表进行递归查询：

WITH RECURSIVE sub_departments AS (
  SELECT id, parent_id, name
  FROM departments
  WHERE parent_id IS NULL  -- 找到根节点
  UNION ALL
  SELECT d.id, d.parent_id, d.name
  FROM departments d
    INNER JOIN sub_departments sd ON sd.id = d.parent_id
)
SELECT * FROM sub_departments;

树结构分页的关键思路

对于树结构的分页，可以使用“预排序遍历树”(Preorder Tree Traversal)算法，对树结构的节点赋予一个连续的排序号。每个节点根据其在树中的位置获得一个唯一的序列号，然后根据这个序列号进行分页。

使用递归查询，为表中的每个元素增加两个字段：depth（节点在树中的深度）和 seq（预排序编号）。
根据 seq字段为树结构数据进行排序和分页。

实施分页递归查询

WITH RECURSIVE sub_departments AS (
  SELECT id, parent_id, name, 1 AS depth, CAST(id AS CHAR(50)) AS path
  FROM departments
  WHERE parent_id IS NULL
  UNION ALL
  SELECT d.id, d.parent_id, d.name, sd.depth + 1, CONCAT(sd.path, ',', d.id)
  FROM departments d
  INNER JOIN sub_departments sd ON sd.id = d.parent_id
),
tree_sorted AS (
  SELECT id, parent_id, name, depth, path,
         ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY path) AS seq
  FROM sub_departments
)
SELECT * FROM tree_sorted
WHERE seq BETWEEN start AND end;  -- 这里的start和end是用来定义分页的行号起始和结束位置

在这个查询中，我们首先构建一个递归CTE来检索整个树形结构，并且按照从上至下，从左至右的顺序为每个节点生成一个路径字符串（path字段）。然后，在 tree_sorted这个CTE中，我们使用 ROW_NUMBER()窗口函数来生成每个节点的 seq序号。最后，通过 seq字段来选择特定范围内的行，达到分页的效果。

最佳实践

优化性能：在实际应用中，考虑到性能，递归查询不应该频繁执行。因此，您可以在树结构数据没有变化的情况下，把带有 seq字段的查询结果存储在临时表或者缓存中，供分页查询使用。
明确结果需求：树状结构分页查询的另一个考虑点是用户对于分页数据的实际需求 -- 是否需要完整的层级信息。
保持更新：如果树结构数据发生更改，应及时更新相关的 seq值，以确保分页的正确性。

总结起来，对于MySQL中的树结构数据，递归查询结合预排序遍历树算法可以实现优雅的分页，但需要注意性能优化和数据更新的问题。这项技术提供了一种高效处理层级数据的工具，使得开发者可以在复杂的数据结构下实现直观和可靠的数据查询。