PostgreSQL邏輯優化—這樣搭建整體架構
一棵完成 transform 和 rewrite 操作的查詢樹是否是一棵***的查詢樹？如果不是，那么又該如何對該查詢樹進行優化？而優化所使用的策略正是本文要討論的重點內容，而且優化部分也是整個查詢引擎的難點。
子鏈接（SubLink）如何優化？子查詢（SubQuery）又如何處理？對表達式（Expression）如何進行優化？如何尋找***的查詢計劃（Cheapest Plan）？哪些因素會影響 JOIN 策略（Join Strategies）的選擇，而這些策略又是什么？查詢代價（Cost）又是如何估算的？何時需對查詢計劃進行物化（Plan Materialization）處理等一系列的問題。
在查詢計劃的優化過程中，對不同的語句類型有著不同的處理策略：
（1）對工具類語句（例如，DML、DDL 語句），不進行更進一步的優化處理。
（2）當語句為非工具語句時，PostgreSQL 使用 pg_plan_queries 對語句進行優化。
與前面一樣，PostreSQL 也提供定制化優化引擎接口，我們可以使用自定義優化器 planner_hook，或者使用標準化優化器 standard_planner。
Pg_plan_queries 的函數原型如下所示。
邏輯優化——整體架構介紹
在未使用第三方提供的優化器時，PostgreSQL 將 planner 函數作為優化的入口函數，并由函數 subquery_planner 來完成具體的優化操作。從下圖中的 Call Stack 我們可以看出 planner 與 subquery_planner 之間的調用關系。
函數以查詢樹作為輸入參數，并以優化后語句作為返回值。
在 standard_planner 中，首先處理 “DECLARE CURSOR stmt” 形式的語句，即游標語句，并設置 tuple_fraction 值。那么 tuple_fraction 又是什么呢？
tuple_fraction 描述我們期望獲取的元組的比例，0 代表我們需要獲取所有的元組；當 tuple_factionÎ(0,1) 時，表明我們需要從滿足條件的元組中取出 tuple_faction 這么多比例的元組；當 tuple_factionÎ [1,+¥ ) 時，表明我們將按照所指定的元組數進行檢索，例如，LIMIT 語句中所指定的元組數。
完成對 tuple_faction 的設置后，進入后續優化流程，subquery_planner 的函數原型如下所示。
這里也許你也許會迷惑，為什么是 subquery_planner 呢？從名字上看該函數像是用來處理子查詢，那么為什么用來作為整個查詢語句優化的入口呢（Primary Entry Point）？
子查詢語句作為查詢語句的一部分，很大程度上與父查詢具有相似的結構，同時兩者在處理方式和方法上也存在著一定的相似性：子查詢的處理流程可以在對其父查詢的過程中使用。例如，本例中的子查詢語句 SELECT sno FROM student WHERE student.classno = sub.classno，其處理方式與整個查詢語句一樣。因此，使用 subquery_planner 作為我們查詢優化的入口，雖然從函數名上來看其似乎是用于子查詢語句的處理。
由 gram.y 中給出的 SelectStmt 的定義可以看出，其中包括了諸如 WINDOWS、HAVING、ORDER BY、GROUP BY 等子句。那du么 subquery_planner 函數似乎也應該有相應于這些語句的優化處理。就這點而言，subquery_planner 與原始語法樹到查詢樹的轉換所采取的處理方式相似。根據上述分析，我們可給出如下所示的 subquery_planner 的函數原型。
按照上述給出的原型，只要完成假定的 process_xxx 函數，就可以實現對查詢語法樹的優化工作。是不是覺得很簡單？當然不是，原理很簡單，但是理論與實際還有一定的距離。
例如，如何處理查詢中大量出現的子鏈接？如何對 d 算子執行 “下推”？如何選擇索引？如何選擇 JOIN 策略？這些都需要我們仔細處理。
PostgreSQL 給出的 subquery_planner 如下所示。
由 PostgreSQL 給出的實現可以看出，核心處理思想與我們討論的相一致：依據類型對查詢語句進行分類處理。
這里需要注意的一點就是查詢計劃的生成部分，PostgreSQL 將查詢計劃的生成也歸入 subquery_planner 中，但為了方便問題的討論，我們并未將查詢計劃的生成部分在 subquery_planner 中給出。我們將查詢優化的主要步驟總結如下：
處理 CTE 表達式，ss_process_ctes； 上提子鏈接，pull_up_sublinks； FROM 子句中的內聯函數，集合操作，RETURN 及函數處理，inline_set_returning_ functions； 上提子查詢，pull_up_subqueries； UNION ALL 語句處理，flatten_simple_union_all； 處理 FOR UPDATE（row lock）情況，preprocess_rowmarks； 繼承表的處理，expand_inherited_tables； 處理目標列（target list），preprocess_expression； 處理 withCheckOptions，preprocess_expression； 處理 RETURN 表達式，preprocess_expression； 處理條件語句 - qual，preprocess_qual_conditions； 處理 HAVING 子句，preprocess_qual_conditions； 處理 WINDOW 子句，preprocess_qual_conditions； 處理 LIMIT OFF 子句，preprocess_qual_conditions； WHERE 和 HAVING 子句中的條件合并，如果存在能合并的 HAVING 子句則將其合并到 WHERE 條件中，否則保留在 HAVING 子句中； 消除外連接（Outer Join）中的冗余部分，reduce_outer_joins； 生成查詢計劃，grouping_planner。
