SQL是聲明式查詢語言，不會具體的描述SQL語句的查詢計劃，獲取一條SQL語句的正確結(jié)果時，可能存在若干個可行的查詢計劃。示例如下：

SELECT * FROM t0, t1, t2, t3 WHERE t0.a = t1.a AND t1.a = t2.a AND t2.a = t3.a AND t3.b = t1.b;

對于上述SQL語句，通過以下兩種查詢計劃均可以獲取到正確的查詢結(jié)果。Plan A與Plan B稱之為等價查詢計劃。查詢優(yōu)化器作為一個搜索框架，其會通過從一個查詢計劃到另一個等價查詢計劃的變換，來搜索與當前SQL語句對應(yīng)的等價查詢計劃。例如：t1 INNER JOIN t2與t2 INNER JOIN t1為一對等價查詢計劃，t1 INNER JOIN t2可以通過等價查詢變換生成t2 INNER JOIN t1。優(yōu)化器的這類變換稱之為查詢變換規(guī)則。

查詢優(yōu)化器工作流程如下：

1. 輸入由數(shù)據(jù)庫解析SQL語句獲得的初始查詢計劃。

2. 通過應(yīng)用查詢變換規(guī)則，由初始狀態(tài)的查詢計劃生成等價查詢計劃。

3. 優(yōu)化器通過結(jié)合統(tǒng)計信息與代價模型，從等價查詢計劃中選擇出執(zhí)行代價最小的查詢計劃，作為最終的執(zhí)行計劃交由執(zhí)行層執(zhí)行。

查詢優(yōu)化功能需要依靠統(tǒng)計信息進行基數(shù)估算和代價計算以判別查詢計劃的優(yōu)劣，在列存索引中，表的統(tǒng)計信息包括以下內(nèi)容：

• 直方圖。描述對應(yīng)列的值的分布范圍，主要用于估算單張表上的取值范圍及等值謂詞的選擇率。

• 對應(yīng)列的特殊值的個數(shù)。主要用于估算Group By中的分組個數(shù)，也可用于輔助估計等值謂詞的選擇率。

• 其他約束。如該列是否存在唯一索引，該列是否與其他列存在外鍵約束等。

查詢優(yōu)化器通過以下兩方面來計算查詢計劃中各個節(jié)點操作符的代價：

• 查詢計劃中操作符處理的總行數(shù)，可以通過統(tǒng)計信息進行估算。

• 查詢計劃中各個操作符使用的算法復(fù)雜度。

PolarDB集群版本需滿足以下條件之一：

• PolarDB MySQL版8.0.1版本，且修訂版本為8.0.1.1.31及以上。

• PolarDB MySQL版8.0.2版本，且修訂版本為8.0.2.2.12及以上。

您可以通過查詢版本號來確認集群版本。

以下情形可能會導(dǎo)致基數(shù)估算出現(xiàn)較大誤差，從而導(dǎo)致優(yōu)化器選擇次優(yōu)查詢計劃。您可以通過HINT語法指導(dǎo)優(yōu)化器生成理想的查詢計劃。

• 帶謂詞的查詢，查詢同一張表的不同列時使用了比較運算符。如t1.c1>t1.c2。

• 帶謂詞的查詢，查詢語句中使用的運算符不能使用統(tǒng)計信息進行估算。如t1.c1 MOD 2=1、t1.c2 LIKE '%ABC%'。

• 帶謂詞的查詢，查詢語句中存在表達式，且無法在使用優(yōu)化功能時進行計算。如t1.c1+t1.c3>100。

• 查詢語句中運算符所涉及的列沒有用于估算謂詞選擇率的統(tǒng)計信息。如SELECT a, SUM(b) FROM t1 HAVING SUM(b) > 10。

• 多個謂詞之間使用AND操作符連接。如t1.c1>10 AND t1.c3<5。

• 查詢語句的查詢層次太深。

• 查詢語句中join的表太多。您可以通過修改參數(shù)loose_imci_max_enum_join_pairs的值，來調(diào)整列存索引優(yōu)化器搜索的join數(shù)量。

以TPCH-Q8為例，該查詢語句涉及多張表，且在查詢語句中使用了聚合函數(shù)。

SELECT
  o_year,
  SUM(
    CASE
      WHEN nation = 'BRAZIL' THEN volume
      ELSE 0
    END
  ) / SUM(volume) AS mkt_share
FROM
  (
    SELECT
      EXTRACT(
        year
        FROM
          o_orderdate
      ) AS o_year,
      l_extendedprice * (1 - l_discount) AS volume,
      n2.n_name AS nation
    FROM
      lineitem,
      orders,
      part,
      supplier,
      customer,
      nation n1,
      nation n2,
      region
    WHERE
      p_partkey = l_partkey
      AND s_suppkey = l_suppkey
      AND l_orderkey = o_orderkey
      AND o_custkey = c_custkey
      AND c_nationkey = n1.n_nationkey
      AND n1.n_regionkey = r_regionkey
      AND r_name = 'AMERICA'
      AND s_nationkey = n2.n_nationkey
      AND o_orderdate BETWEEN DATE '1995-01-01'
      AND DATE '1996-12-31'
      AND p_type = 'ECONOMY ANODIZED STEEL'
  ) AS all_nations
GROUP By
  o_year
ORDER BY
  o_year;

• 未開啟列存索引優(yōu)化功能的查詢計劃如下：該查詢計劃中大量的join查詢生成了較大的結(jié)果集，導(dǎo)致后續(xù)由操作符處理的數(shù)據(jù)與處理成本隨之增加，查詢時延延長。該查詢計劃在TPCH SF100規(guī)模的數(shù)據(jù)下，使用32C機器進行測試，該語句的查詢耗時為7017ms。

• 開啟列存索引優(yōu)化功能的查詢計劃如下：列存索引優(yōu)化器通過對join查詢進行重排序，使得幾乎所有join操作符的輸出結(jié)果數(shù)據(jù)量降到百萬級別，有效地減少了后續(xù)各個操作符的處理成本。該查詢計劃在TPCH SF100規(guī)模的數(shù)據(jù)下，使用32C機器進行測試，該語句的查詢耗時為1900ms。較未開啟查詢優(yōu)化功能的查詢耗時縮短了73%。