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关于数据库:SQL优化RBORuleBased-Optimization

jiezi

SQL 优化的过程能够分为逻辑优化和物理优化两个局部。逻辑优化次要是基于规定的优化，简称 RBO（Rule-Based Optimization）。物理优化会为逻辑查问打算中的算子抉择某个具体的实现，须要用到一些统计信息，决定哪一种形式代价最低，所以是基于代价的优化 CBO（Cost-Based Optimization）。

优化器是开务数据库中的一个外围的模块，开务数据库应用优化器来实现对 SQL 语句优化并失去最优的逻辑打算，开务数据库里的优化器分为 RBO 和 CBO 两个阶段。

RBO 是基于规定的优化，这些规定背地的原理是关系代数的等价变换，其中典型的规定包含：列剪裁，谓词下推等。RBO 将内置的规定作为优化的根底，同时这些规定是硬编码在开务数据库的代码中的，RBO 会依据这些规定从指标 SQL 诸多可能的代数转换中抉择一条来作为逻辑打算。

开务数据库的 RBO 优化器采纳了 Optgen 语言编写，它提供了一种直观的语法来定义、匹配和替换指标表达式树中的节点。优化器规定的编写便是基于这种语言，应用 Optgen 语言能够很容易实现 RBO 规定。

开务数据库的 RBO 规定实现如下图所示，①被称为匹配模式，②被称为替换模式，优化器规定是某表达式满足①模式，而后转化为②模式的表达式。

①的匹配模式又分为三局部，第一局部中括号内是规定的名称，在 Opt 文件编译时会作为规定的标识，第二局部是第二行左小括号后位规定作用域，在开务数据库内有明确的类型划分。编写规定时要分明这条规定是针对哪种类型表达式产生作用，第三局部是剩下的规定局部，是规定的匹配条件。

模式①匹配条件是等值表达式，左孩子不是变量，右孩子是变量。这里的 NormalizeEq 是名称，Eq 是规定类型，针对等值表达式。模式②示意新构建一个等值表达式，只是与原表达式相比，左右孩子调换。示例：1=a => a=1

开务数据库内置了上百种 RBO 规定，反对大量的 SQL 语句的代数优化，包含传统的列裁剪、最大最小打消、投影打消、谓词下推等等，也包含一些简单的 Join 等下推操作。TryDecorrelateGroupBy，这个规定的 OptGen 规定形容如下：

[TryDecorrelateGroupBy, Normalize]
(InnerJoin | InnerJoinApply
    $left:*
    $right:* &
        (HasOuterCols $right) &
        (GroupBy | DistinctOn
            $input:*
            $aggregations:*
            $groupingPrivate:*
        ) &
        (IsUnorderedGrouping $groupingPrivate)
    $on:*
    $private:*
)
=>
(Select
    ((OpName $right)
        (InnerJoinApply
            $newLeft:(EnsureKey $left)
            $input
            []
            $private
        )
        (AppendAggCols
            $aggregations
            ConstAgg (NonKeyCols $newLeft)
        )
        (AddColsToGrouping $groupingPrivate (KeyCols $newLeft))
    )
    $on
)

TryDecorrelateGroupBy 次要作用在 InnerJoin | InnerJoinApply 操作中，它将 Join“下推”到 GroupBy 运算符中，以尝试持续“开掘”以找到并打消不必要的相关性。最终的心愿是触发 DecorrelateJoin 规定，将 JoinApply 操作符转换为非 Apply Join 操作符。

SELECT left.x, left.y, input.*
FROM left
INNER JOIN LATERAL
 (SELECT COUNT(*) FROM input WHERE input.x = left.x GROUP BY c
) AS input
ON left.y = 10
=>
SELECT CONST_AGG(left.x), CONST_AGG(left.y), COUNT(*)
FROM left WITH ORDINALITY
INNER JOIN LATERAL
 (SELECT * FROM input WHERE input.x = left.x) AS input
ON True
GROUP BY input.c, left.ordinality
HAVING left.y = 10

开务数据库采纳了 Optgen 语言作为 RBO 规定的编写语言，通过下面的例子能够看出，依照既定模式增加欠缺 RBO 规定非常便捷，通过编译能够将规定嵌入到零碎 RBO 规定框架中；后续会有更深刻的对于 RBO 应用框架与大家分享，敬请期待！

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