PostgreSQL多表连接时USING的行为及与ON的性能疑问

一、USING和ON的核心行为差异 #

• 结果集字段合并：用USING(col)时，连接后的结果集里只会保留一个col字段（合并了两个表的对应字段）；而用ON table1.col = table2.col时，结果集里会同时存在table1.col和table2.col两个字段，需要用别名或表限定符区分。
• 语法适用范围：USING只能用于两个表中同名且数据类型可比较的字段，不能写复杂条件；ON则支持任意连接条件，比如ON table1.a = table2.b * 2或者多条件组合ON table1.x = table2.x AND table1.y < table2.y。
• 空值匹配逻辑：两者完全一致——PostgreSQL中NULL = NULL不成立，所以只有当连接字段两边都是NULL时，USING和ON才会匹配这一行（如果需要把NULL视为相等，得用IS NOT DISTINCT FROM，不管是USING还是ON都要手动加这个逻辑）。

二、性能对比：无任何区别 #

USING本质就是ON table1.col = table2.col的语法糖，PostgreSQL的查询优化器会把这两种写法转换成完全相同的执行计划，底层执行逻辑、性能表现没有任何差异，只是结果集的字段展示不同。

三、多表连接时USING的执行逻辑 #

多表JOIN时，USING的匹配逻辑是基于当前连接的两个数据集的同名字段，每次JOIN后的中间结果会保留合并后的连接字段，后续JOIN会沿用这个中间结果的字段进行匹配。

场景1：table2同时包含k1和k2 #

执行语句：SELECT * FROM table1 JOIN table2 USING(k1) JOIN table3 USING(k2)

1. 第一步table1 JOIN table2 USING(k1)：合并两个表的k1字段，生成中间结果集T1。T1包含table1的非k1字段、table2的非k1字段，以及一个合并后的k1字段，同时保留table2的k2字段。
2. 第二步T1 JOIN table3 USING(k2)：用T1里的k2（来自原table2）和table3的k2匹配，合并k2字段，最终结果集里k2只出现一次，对应匹配成功的行。

场景2：table1同时包含k1和k2，table2只有k1 #

执行语句：SELECT * FROM table1 JOIN table2 USING(k1) JOIN table3 USING(k2)

1. 第一步table1 JOIN table2 USING(k1)：合并k1字段生成中间结果集T1，T1包含table1的非k1字段（包括k2）、table2的非k1字段，以及合并后的k1字段。
2. 第二步T1 JOIN table3 USING(k2)：用T1里的k2（来自原table1）和table3的k2匹配，合并k2字段，最终结果集里k2只出现一次，对应匹配成功的行。

注意：如果当前要JOIN的USING字段在中间结果集里不存在，PostgreSQL会直接抛出“字段不存在”的错误，比如如果table1和table2都没有k2，第二步JOIN就会报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Cody Ray