SQL 引擎作为数据库系统的三大外围模块之一，有着承前启后的作用。SQL 引擎负责承接客户端输出的 SQL 申请，并依据负载场景将 SQL 语句通过其解析、优化、执行等模块的解决后，将后果返回至客户端。

这看似简略的运行过程却波及 SQL 引擎各模块的作用和工作原理。9月1日 19:30 内核实战教程第四期将会带你走进数据库 SQL 引擎，理解 SQL 引擎的各个知识点。同时，带你理解 OceanBase 在查问改写和查问优化方面的实际和教训。家喻户晓，查问改写模块是优化器的重点和难点，也是 SQL 性能调优工作者和 DBA 都须要把握的基础知识，通过本期教程，你会学习大量的改写规定，把握改写和优化的精华，设计出更高效的 SQL。

此外，本期教程还有 OceanBase 技术专家带你在线解析 MiniOB select-meta 实现思路，手把手教你实战数据库内核。

本期能帮你解决什么问题？
1、「查问改写」 模块如何改写 SQL，能力对内核而言是一条“好SQL”？
2、通过编写 SQL 语句能够晋升执行性能，为什么还须要查问优化器来对 SQL 进行优化？

直播内容抢“鲜”知

查问改写

为什么要改写 SQL 呢？
咱们晓得， 查问改写模块向来是查问优化器的重点和难点，因为 SQL 是一种描述性的语言，所以为了获取同一个查问后果，不同用户会写出不同的 SQL。查问改写的目标就是把 “用户的好 SQL” 转化为更加易于优化的 SQL。

而在查问改写的过程中，通常会面临两个挑战。
第一个挑战是正确性，正确性其实是很重要的一项指标，如果改写的 SQL 不等价，意味着返回后果可能不正确。在 OceanBase 里，工作人员每次做改写规定时，必须确定其语义上是等价的，有时须要从关系代数的角度证实改写规定是正确的，或通过大量的测试场景来保障正确性。
第二个挑战是齐备性，也就是说设计的改写规定，必须足够通用，可能笼罩用户所有可能的写法。


查问改写对完整性体现在模式匹配方面，正确性体现在等价变动方面。除此之外查问改写还要留神有效性的判断。
在 OceanBase 数据库中，所有的查问改写能够分为两类。一类是基于规定的改写，总是把 SQL 往好的方向改写。其次要特点是触发这类改写总能生成更好的执行打算，这类改写算法总是无效的。

第二类是基于代价的改写，其次要特点是某些场景下改写后能生成更好的执行打算，有些场景下则不能。是否能够触发这类改写，须要优化器评估改写前和改写后 SQL 打算的代价，并依据改写是否能够升高打算代价决定改写是否触发。

在理论执行过程中，OceanBase 的查问改写框架会依照预约义的程序，一直迭代基于规定的改写和基于代价的改写，直到收敛。

目前 OceanBase 的改写模块实现了十分多的改写规定，既蕴含学术届和工业界常见的改写规定，也蕴含了优化器开发人员从业务的理论场景中提炼出的改写规定。例如，基于规定的常量折叠、SPJ 和非 SPJ 的视图合并、连贯打消等，基于代价的 Or-expansion、Group by replacement、窗口函数改写等。

查问优化

OceanBase 的物理优化器次要蕴含打算枚举和代价计算两局部。打算枚举能够枚举蕴含 Deep Tree、Bushy Tree 在内的多种打算形态，并且蕴含了 DP、Linear 在内的两种枚举算法。代价计算则波及到统计信息、选择率计算和两头后果预计，以及代价模型等多方面因素的影响。

打算枚举是一个有确定性的算法。如果有三种连贯形式，就会呈现六个执行打算。每个执行打算都会计算代价，最终抉择代价最小的执行打算。

在星型查问下，如果连贯表超过 25 张，在不思考物理算子实现、不思考基于代价的改写、不思考分布式优化的状况下，其逻辑执行打算就曾经到了 2 亿级别。因而如何高效的枚举执行打算是查问优化面临的一个重要挑战。


在 OceanBase 里，如果基表个数小于十张，会应用动静布局算法。首先，枚举所有一张表的执行打算；而后，枚举两张表的执行打算；接着，枚举三张表的执行打算，以此类推。如果超过十张基表，在开源版本会有启发式的算法，疾速收敛执行打算。


当 OceanBase 在枚举执行打算时，除了要保留代价最小的执行打算，还要保留存在 interesting order 的打算。因为存在 interesting order 的打算的序可能会被后续的算子用于打消排序。

索引(a) 的执行工夫是十秒；索引(b)的执行工夫也是十秒；主表的执行打算工夫是五秒。此时，因为主表代价是最小的，p1 是有序索引，故保留 p1 和 p3。
当连贯程序生成实现后，优化器会顺次调配其它的算子，例如 group by、窗口函数、 order by等。在调配其它算子的过程中仍然遵循保留代价最小的打算和存在 interesting order 的打算的准则，直到所有算子调配实现后讲代价最低的打算作为最终的执行打算。

更多具体内容，敬请关注 9月1日 19:30 「从 0 到 1 数据库内核实战教程」官网课程。

附录：
内核实战教程第一期 | 成为内核开发者的第一步：搭建研发环境
内核实战教程第二期｜带你揭开数据库存储构造的神秘面纱
内核实战教程第三期｜为什么索引能够让查问变快？
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