Join (SQL)

Uma cláusula join da SQL - correspondente a uma operação de junção em álgebra relacional - combina colunas de uma ou mais tabelas em um banco de dados relacional. Ela cria um conjunto que pode ser salvo como uma tabela ou usado da forma como está. Um JOIN é um meio de combinar colunas de uma (auto-junção) ou mais tabelas, usando valores comuns a cada uma delas. O SQL padrão ANSI especifica cinco tipos de JOIN: INNER, LEFT OUTER, RIGHT OUTER, FULL OUTER e CROSS. Como um caso especial, uma tabela (tabela base, visão ou tabela juntada) pode se juntar a si mesma em uma auto-união (self-join).

Um programador declara uma instrução JOIN para identificar linhas para junção. Se o predicado avaliado for verdadeiro, a linha combinada é, então, produzida no formato esperado, um conjunto de linhas ou uma tabela temporária.

Tabelas de exemplo

Os bancos de dados relacionais geralmente são normalizados para eliminar a duplicação de informações, como quando os tipos de entidade têm relacionamentos um-para-muitos. Por exemplo, um departamento pode estar associado a vários funcionários. A junção de tabelas separadas para departamento e empregado cria, efetivamente, outra tabela que combina as informações de ambas as tabelas.

Todas as explicações subsequentes sobre tipos de junção neste artigo utilizam as duas tabelas a seguir. As linhas nessas tabelas servem para ilustrar o efeito de diferentes tipos de junções e predicados de junção. A coluna IDDepartamento da tabela Departamento (que pode ser designada como Departamento.IDDepartamento) é a chave primária, enquanto Empregado.IDDepartamento é uma chave estrangeira.

Tabela Empregado
ÚltimoNome	IDDepartamento
Rafferty	31
Jones	33
Heisenberg	33
Robinson	34
Smith	34
Williams	`NULO`

Tabela Departamento
IDDepartamento	NomeDepartamento
31	Vendas
33	Engenharia
34	Administrativo
35	Marketing

Observação: Na tabela Empregado acima, o empregado "Williams" ainda não foi atribuído a nenhum departamento. Além disso, observe que nenhum funcionário é atribuído ao departamento de "Marketing".

Esta é a instrução SQL para criar as tabelas acima mencionadas.

CREATE TABLE departamento
(
 IDDepartamento INT Primary key,
 NomeDepartamento VARCHAR(20)
);

CREATE TABLE empregado
(
 ÚltimoNome VARCHAR(20),
 IDDepartamento INT references departamento(IDDepartamento)
);

INSERT INTO departamento VALUES(31, 'Vendas');
INSERT INTO departamento VALUES(33, 'Engenharia');
INSERT INTO departamento VALUES(34, 'Administrativo');
INSERT INTO departamento VALUES(35, 'Marketing');

INSERT INTO empregado VALUES('Rafferty', 31);
INSERT INTO empregado VALUES('Jones', 33);
INSERT INTO empregado VALUES('Heisenberg', 33);
INSERT INTO empregado VALUES('Robinson', 34);
INSERT INTO empregado VALUES('Smith', 34);
INSERT INTO empregado VALUES('Williams', NULL);

Junção cruzada (cross join)

Uma junção cruzada, CROSS JOIN, retorna o produto cartesiano dos registros (linhas) das tabelas na junção. Em outras palavras, ela produzirá registros que combinam cada registro da primeira tabela com cada registro da segunda tabela.^[1]

Exemplo de uma junção cruzada explícita:

SELECT *
FROM empregado CROSS JOIN departamento;

Exemplo de um cross join implícito:

SELECT *
FROM empregado, departamento;

Empregado.ÚltimoNome	Empregado.IDDepartamento	Departamento.NomeDepartamento	Departamento.IDDepartamento
Rafferty	31	Venda	31
Jones	33	Venda	31
Heisenberg	33	Venda	31
Smith	34	Venda	31
Robinson	34	Venda	31
Williams	`NULO`	Venda	31
Rafferty	31	Engenharia	33
Jones	33	Engenharia	33
Heisenberg	33	Engenharia	33
Smith	34	Engenharia	33
Robinson	34	Engenharia	33
Williams	`NULO`	Engenharia	33
Rafferty	31	Administrativo	34
Jones	33	Administrativo	34
Heisenberg	33	Administrativo	34
Smith	34	Administrativo	34
Robinson	34	Administrativo	34
Williams	`NULO`	Administrativo	34
Rafferty	31	Marketing	35
Jones	33	Marketing	35
Heisenberg	33	Marketing	35
Smith	34	Marketing	35
Robinson	34	Marketing	35
Williams	`NULO`	Marketing	35

A junção cruzada não aplica nenhum predicado para filtrar linhas da tabela resultante da junção. Os resultados de uma junção cruzada podem ser filtrados usando uma cláusula WHERE, que pode então produzir o equivalente a uma junção interna.

No padrão SQL:2011, as junções cruzadas fazem parte do pacote opcional F401, "Extended joined table".

Usos comuns são para verificar o desempenho do servidor.

Junção interna (inner join)

Uma junção interna, INNER JOIN, requer que cada linha, nas duas tabelas da junção, tenha valores de coluna correspondentes, e é uma operação de junção comumente usada em aplicativos, mas não deve ser considerada a melhor escolha em todas as situações. A junção interna cria uma nova tabela de resultados combinando valores de coluna de duas tabelas (A e B) com base no predicado de junção. A consulta compara cada linha de A com cada linha de B para encontrar todos os pares de linhas que satisfazem o predicado da junção. Quando o predicado da junção é satisfeito pela correspondência de valores não-NULOS, os valores de coluna para cada par de linhas correspondentes de A e B são combinados em uma linha de resultado.

O resultado da junção pode ser definido como o resultado da primeira obtenção do produto cartesiano (ou Cross join) de todas as linhas nas tabelas (combinando todas as linhas da tabela A com todas as linhas da tabela B) e retornando todas as linhas que satisfazem o predicado da junção. Implementações SQL reais normalmente usam outras abordagens, como junções de hash ou junções de mesclagem de ordenação, pois o cálculo do produto cartesiano é mais lento e, geralmente, requer, proibitivamente, uma grande quantidade de memória para armazenar.

O SQL especifica duas formas sintáticas diferentes para expressar as junções: a "notação de junção explícita" e a "notação de junção implícita". A "notação de junção implícita" não é mais considerada uma prática recomendada, embora os sistemas de banco de dados ainda a suportem.

A "notação de junção explícita" usa a palavra-chave JOIN, opcionalmente precedida pela palavra-chave INNER, para especificar a tabela a ser unida e a palavra-chave ON para especificar os predicados para a junção, como no exemplo a seguir:

SELECT empregado.ÚltimoNome, empregado.IDDepartamento, departamento.NomeDepartamento 
FROM empregado
INNER JOIN departamento ON
empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento;

Empregado.ÚltimoNome	Empregado.Departamento	Departamento.NomeDepartamento
Robinson	34	Administrativo
Jones	33	Engenharia
Smith	34	Administrativo
Heisenberg	33	Engenharia
Rafferty	31	Vendas

A "notação de junção implícita" simplesmente lista as tabelas para unir, na cláusula FROM da instrução SELECT, usando vírgulas para separá-las. Assim, ele especifica uma junção cruzada, e a cláusula WHERE pode aplicar predicados de filtro adicionais (que funcionam comparativamente aos predicados da junção na notação explícita).

O exemplo a seguir é equivalente ao anterior, mas desta vez usando notação de junção implícita:

SELECT *
FROM empregado, departamento
WHERE empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento;

Junção externa (outer join)

A tabela resultante da junção retém cada linha - mesmo que não exista outra linha correspondente. As junções externas subdividem-se, adicionalmente, em junções externas esquerdas (left outer joins), junções externas direitas (right outer joins) e junções externas completas (full outer joins), dependendo de quais linhas da tabela são retidas: esquerda, direita ou ambas (neste caso, esquerda e direita referem-se aos dois lados da palavra-chave JOIN). Assim como as junções internas, pode-se ainda sub-categorizar todos os tipos de junções externas, como junções de igualdade, junções naturais, ON <predicado> (junção-θ ou θ-join), etc.^[2]

Não existe nenhuma notação de junção implícita para junções externas no SQL padrão.

Junção externa esquerda (left outer join)

O resultado de uma junção externa esquerda (ou simplesmente junção esquerda - left join) para as tabelas A e B sempre contém todas as linhas da tabela "esquerda" (A), mesmo se a condição de junção não encontrar nenhuma linha correspondente na tabela "direita" (B). Isso significa que se a cláusula ON corresponder a 0 (zero) linhas em B (para uma determinada linha em A), a união ainda retornará uma linha no resultado (para aquela linha) - mas com NULO em cada coluna de B. Uma junção externa esquerda retorna todos os valores de uma junção interna mais todos os valores na tabela à esquerda que não correspondem à tabela da direita, incluindo linhas com valores NULO (vazios) na coluna de ligação.

Por exemplo, isso nos permite encontrar o departamento de um funcionário, mas ainda mostra funcionários que não foram atribuídos a um departamento (ao contrário do exemplo de associação interna acima, em que funcionários não atribuídos foram excluídos do resultado).

Exemplo de uma junção externa esquerda (a palavra-chave OUTER é opcional), com a linha de resultado adicional (comparada com a junção interna) em itálico:

SELECT *
FROM empregado
LEFT OUTER JOIN departamento ON empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento;

Empregado.ÚltimoNome	Empregado.IDDepartamento	Departamento.NomeDepartamento	Departamento.IDDepartamento
Jones	33	Engenharia	33
Rafferty	31	Vendas	31
Robinson	34	Administrativo	34
Smith	34	Administrativo	34
Williams	`NULO`	`NULO`	`NULO`
Heisenberg	33	Engenharia	33

Sintaxes alternativas

O Oracle suporta a sintaxe depreciada^[3]:

SELECT *
FROM empregado, departamento
WHERE empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento(+)

O Sybase suporta a sintaxe (o Microsoft SQL Server depreciou essa sintaxe desde a versão 2000):

SELECT *
FROM empregado, departamento
WHERE empregado.IDDepartamento *= departamento.IDDepartamento

O IBM Informix suporta a sintaxe:

SELECT *
FROM empregado, OUTER departamento
WHERE empregado.IDDepartamento = departmento.IDDepartamento

Junção externa direita (right outer join)

Uma junção externa direita (junção direita ou right join) se assemelha a uma junção externa esquerda, exceto com o tratamento das tabelas invertidas. Cada linha da tabela "direita" (B) aparecerá na tabela resultante da junção pelo menos uma vez. Se nenhuma linha correspondente da tabela "esquerda" (A) existir, aparecerá NULO nas colunas de A para aquelas linhas que não tiverem correspondência em B.

Uma junção externa direita retorna todos os valores da tabela da direita e os valores correspondentes da tabela da esquerda (NULO no caso de nenhum predicado de junção correspondente). Por exemplo, isso nos permite encontrar cada funcionário e seu departamento, mas ainda mostrar departamentos que não possuem funcionários.

Abaixo está um exemplo de uma junção externa direita (a palavra-chave OUTER é opcional), com a linha de resultado adicional em itálico:

SELECT *
FROM empregado RIGHT OUTER JOIN departamento
  ON empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento;

Empregado.ÚltimoNome	Empregado.IDDepartamento	Departamento.NomeDepartamento	Departamento.IDDepartamento
Smith	34	Administrativo	34
Jones	33	Engenharia	33
Robinson	34	Administrativo	34
Heisenberg	33	Engenharia	33
Rafferty	31	Vendas	31
`NULO`	`NULO`	Marketing	35

Junções externas esquerda e direita são funcionalmente equivalentes. Nenhuma das duas fornece qualquer funcionalidade que a outra não tenha, portanto, as junções externas direita e esquerda podem substituir umas às outras, desde que a ordem da tabela seja trocada.

Junção externa completa (full outer join)

Conceitualmente, uma junção externa completa combina o efeito de aplicar junções externas esquerda e direita. Onde as linhas nas tabelas que forem unidas pela junção completa não corresponderem, o conjunto de resultados terá valores NULO para cada coluna da tabela que não possuir uma linha correspondente. Para aquelas linhas que corresponderem, uma única linha será produzida no conjunto de resultados (contendo colunas preenchidas de ambas as tabelas).

Por exemplo, isso nos permite ver cada funcionário que está em um departamento e cada departamento que tem um funcionário, mas também ver cada funcionário que não faz parte de um departamento e cada departamento que não tem um funcionário.

Exemplo de uma junção externa completa (a palavra-chave OUTER é opcional):

SELECT *
FROM empregado FULL OUTER JOIN departamento
  ON empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento;

Empregado.ÚltimoNome	Empregado.IDDepartamento	Departamento.NomeDepartamento	Departamento.IDDepartamento
Smith	34	Administrativo	34
Jones	33	Engenharia	33
Robinson	34	Administrativo	34
Williams	`NULO`	`NULO`	`NULO`
Heisenberg	33	Engenharia	33
Rafferty	31	Administrativo	31
`NULO`	`NULO`	Marketing	35

Alguns sistemas de banco de dados não suportam a funcionalidade de junção externa completa diretamente, mas podem emular através do uso de uma junção interna e de seleções UNION ALL das "linhas de tabela única" das tabelas esquerda e direita, respectivamente. O mesmo exemplo pode aparecer da seguinte maneira:

SELECT empregado.ÚltimoNome, empregado.IDDepartamento,
       departamento.NomeDepartamento, departamento.IDDepartamento
FROM empregado
INNER JOIN departamento ON empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento

UNION ALL

SELECT empregado.ÚltimoNome, empregado.IDDepartamento,
       cast(NULL as varchar(20)), cast(NULL as integer)
FROM empregado
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT * FROM departamento
             WHERE empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento)

UNION ALL

SELECT cast(NULL as varchar(20)), cast(NULL as integer),
       departamento.NomeDepartamento, departamento.IDDepartamento
FROM departamento
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT * FROM empregado
             WHERE empregado.IDDepartamento = departamento.IDDepartamento)

Referências

↑ SQL CROSS JOIN
↑ Silberschatz, Abraham; Korth, Hank; Sudarshan, S. (2002). Database System Concepts 4ª ed. [S.l.: s.n.] p. 166. ISBN 0072283637
↑ Oracle Left Outer Join

[1] SQL CROSS JOIN

[2] Silberschatz, Abraham; Korth, Hank; Sudarshan, S. (2002). Database System Concepts 4ª ed. [S.l.: s.n.] p. 166. ISBN 0072283637

[deprecated_plus_sign-3] Oracle Left Outer Join

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