PostgreSQL查询优化器源码分析--整体流程

函数间关系的主要逻辑如下：

planner(){――第（1）层

  standard_planner(){――第（2）层 

subquery_planner(){――第（3）层

  pull_up_sublinks(); //上拉子链接

pull_up_subqueries(); //上拉子查询

preprocess_expression(); //标准化表达式：把WHERE子句内容“标准化”为便于使用的形式，包括拉平AND/OR；找出子句中OR不同分支下重复的谓词。如果约束条件有子链接子查询，则递归调用subquery_planner()处理子链接子查询

reduce_outer_joins(); //消除外连接

//以上部分的代码，主要完成逻辑优化的工作

grouping_planner(){――第（4）层 //生成查询计划

query_planner(){――第（5）层

make_one_rel(){――第（6）层//生成新关系

               set_base_rel_pathlist(): //找出所有访问基表的方法，包括顺序扫描和索引扫描

make_rel_from_joinlist (){――第（7）层

//决定使用什么查询优化的算法（遗传算法还是动态规划还是用户自定义的算法）生成一棵查询树的所有访问路径，得到最优的路径

                
//如果定义的遗传算法的连接顺序选择，那么采用它；否则，如下

                 standard_join_search (){――第（8）层 //实现动态规划算法，为一个查询找出所有可能的连接路径

join_search_one_level () {――第（9）层 //第8、9层是实现动态规划算法

  make_join_rel
() {――第（10）层 //查找或创建一个RelOptInfo节点，用于表示2个关系的连接结果，把2个关系的连接路径加入这个RelOptInfo节点

    build_join_rel() {――第（11）层

      Find or build the join RelOptInfo

    Consider paths using each
rel as both
outer and inner //尝试把每个关系作为外关系、作为内关系（一个关系作为一次连接的内关系或外关系对效率有影响）

  }――第（11）层结束，build_join_rel()

  }――第（10）层结束，make_join_rel ()

  make_rels_by_clause_joins();
//会调用make_join_rel ()

  make_rels_by_clauseless_joins();//会调用make_join_rel ()

}――第（9）层结束，join_search_one_level
()               

                         set_cheapest(rel); //被循环调用，得到每一个关系上的花费最低的路径

}――第（8）层结束，standard_join_search
()

       
       }――第（7）层结束，make_rel_from_joinlist ()

                }――第（6）层结束，make_one_rel()

}――第（5）层结束，query_planner()
//返回值是void，但参数中有2个参数（cheapest_path,
sorted_path）返回和最优的查询计划路径

optimize_minmax_aggregates(); //对min、max聚集计划优化

create_plan(); //工具求解得到的最优路径，创建（初步的）查询计划

//添加相应的计划节点(包括agg、group、distinct、sort、limit)，生成完整的查询计划

     
}――第（4）层结束，grouping_planner()

}――第（3）层结束，subquery_planner()

set_plan_references(); //一些清理辅助工作

}――第（2）层结束，standard_planner()

}――第（1）层结束，planner()

 

以上是查询优化的整体流程，在进入第6层之前是的逻辑查询计划生成，如子查询的消除等逻辑优化策略都是在这个阶段之前完成的。

第6层之后是物理查询计划生成，利用动态规划（dynamic programming）的算法，实现多个关系的访问方式确定（顺序访问、索引访问、TID访问）、连接方式确定（嵌套循环连接算法、归并连接算法、hash连接算法）、连接顺序选取（左深树、右深树、紧密树）。

对于连接顺序，PG解释如下（可留心红色字体标明的决定连接顺序的方法的特点）：

We consider left-handed plans (the outer rel of an upper join is a joinrel,

but the inner is always a single list item); right-handed
plans (outer rel

is always a single item); and bushy plans
(both inner and outer can be

joins themselves).  For example, when building {1 2 3 4} we
consider

joining {1 2 3} to {4} (left-handed), {4} to
{1 2 3} (right-handed), and

{1 2} to {3 4} (bushy), among other choices.

 

生成join关系的同时，把可用的生成路径都添加到每个关系（包括基表和连接生成的表）的pathlist中，每个path除了表示连接的方法，还包含各方面（启动代价，总的执行代价，含某种顺序的代价，unique的代价等）代价估计的结果。当所有的有用的路径被添加之后，通过代价的比较，选出代价最小的最佳路径作为上层选取的贪婪的依据，每层都如此处理，直至顶层时，最佳查询路径被选取出来，这是一个唯一的结果表，至此，基于代价的查询优化完成。