PostgreSQL的查詢優化

資料庫管理系統中的SQL執行，有多種多樣，從SQL語句型別上講，有DDL、DML、DQL、DCL。不同語句，被資料庫引擎執行，其執行方式、複雜程度都不相同。

其中，最為複雜的，是DQL，查詢語句。查詢語句的執行，在資料庫中，又可以分為2個階段，一是查詢計劃的生成（PG的處理方式包括：預處理、生成路徑）、二是依據查詢計劃做查詢動作的執行。

查詢語句，本依據SQL語句的語義，逐一執行使用者指定的動作即可，但是，查詢語句，可以做等價變換，這樣可以使得查詢的實際效率得以提高。於是，有了查詢優化一說。查詢優化，基於關係代數變換，把使用者指定的SQL經過“等價”的代數轉換，變為一種更節省

查詢計劃的生成，是基於關係代數的。用於簡化所有型別表示式中最通用的代數定律是交換律和結合律。交換律和結合律的存在，使得在SELECT查詢語句中的From-list字句中的物件可以被等價變換位置，這樣，有利於2個表在記憶體裡做連線（一些連線演算法是根據表的資料量來決定是表A連線表B還是表B連線表A，這樣的操作，在理論上沒有差別，但在演算法上，會導致IO的不同，因此，好的連線次序，能提高連線效率。而選擇哪種方式，是根據預估數值的最終計算值比較大小選取最小的值的）。對於被選擇的目標物件（

查詢計劃的生成，還和多個關係做連線有關係。如果存在多個關係（表）做連線，則連線的順序，也影響著查詢的效率，所以，查詢優化，也會討論如何決定多個關係之間做連線，優先連線哪些關係。

查詢計劃的生成，是根據關係代數對各種關係的連線可能進行計算（找出多條路徑，計算的數值很重要，通常資料庫引擎有個預估值，還有個不斷收集需要的值的統計者如行數列數等統計者），找出其中總值最小的，作為執行的路徑，送交執行器執行。但多個關係之間的連線代價如何計算，也是一個需要關注的問題。

查詢計劃的執行，在資料庫引擎中是執行器所完成的工作。執行器根據查詢計劃，逐步呼叫相關演算法，執行。這樣的演算法包括：一趟演算法、巢狀迴圈連線、基於排序的兩趟演算法、基於雜湊的兩趟演算法、基於索引的演算法、使用超過兩趟的演算法等等。不同的資料庫，通常會有不同的但類似的實現。

本文的側重點，集中於查詢計劃的生成。查詢計劃的執行，實則是不同演算法的實現，另行講述。

1查詢優化的原理

1.1關係代數

查詢優化，基於“關係代數”。

對於關係代數的初步認識，可以參看：

在資料庫中，表與表之間的連線關係，除了參見上文外，可以參考：

1.2關係代數詳解

參見《資料庫系統實現》。