15. План запроса. Этапы выполнения запроса

5 стадий выполнения запроса:

1. Прикладная программа устанавливает подключение к серверу PostgreSQL. Эта программа передаёт запрос на сервер и ждёт от него результатов.
2. На этапе разбора запроса сервер выполняет синтаксическую проверку запроса, переданного прикладной программой, и создаёт дерево запроса. Дерево разбора состоит из узлов двух типов:
   • Атомы - лексические элементы следующих типов: ключевые слова; имена атрибутов или отношений; константы; скобки; операторы; и др.
   • Синтаксические категории - имена семейств, представляющих часть запроса. Заключаются в угловые скобки.
3. Система правил принимает дерево запроса, созданное на стадии разбора, и ищет в системных каталогах правила для применения к этому дереву. Обнаружив подходящие правила, она выполняет преобразования, заданные в теле правил. Одно из применений системы правил заключается в реализации представлений. Когда выполняется запрос к представлению (т. е. виртуальной таблице), система правил преобразует запрос пользователя в запрос, обращающийся не к представлению, а к базовым таблицам из определения представления.
4. Планировщик/оптимизатор принимает дерево запроса (возможно, переписанное) и создаёт план запроса, который будет передан исполнителю. н выбирает план, сначала рассматривая все возможные варианты получения одного и того же результата. Например, если для обрабатываемого отношения создан индекс, прочитать отношение можно двумя способами. Во-первых, можно выполнить простое последовательное сканирование, а во-вторых, можно использовать индекс. Затем оценивается стоимость каждого варианта и выбирается самый дешёвый. Затем выбранный вариант разворачивается в полноценный план, который сможет использовать исполнитель.
5. Исполнитель рекурсивно проходит по дереву плана и получает строки тем способом, который указан в плане. Он сканирует отношения, обращаясь к системе хранения, выполняет сортировку и соединения, вычисляет условия фильтра и, наконец, возвращает полученные строки.

План запроса

План выполнения показывает, как будут сканироваться таблицы, затрагиваемые оператором — просто последовательно, по индексу и т. д. — а если запрос связывает несколько таблиц, какой алгоритм соединения будет выбран для объединения считанных из них строк.

Наибольший интерес представляет ожидаемая стоимость выполнения оператора, которая показывает, сколько, по мнению планировщика, будет выполняться этот оператор. Фактически выводятся два числа: стоимость запуска до выдачи первой строки и общая стоимость выдачи всех строк. Для большинства запросов важна общая стоимость, но в таких контекстах, как подзапрос в EXISTS, планировщик будет минимизировать стоимость запуска, а не общую стоимость (так как исполнение запроса всё равно завершится сразу после получения одной строки). Кроме того, если количество возвращаемых строк ограничивается предложением LIMIT, планировщик интерполирует стоимость между двумя этими числами, выбирая наиболее выгодный план.

Синтаксис вызова плана запроса:

EXPLAIN [( параметр [, …] )] … оператор

оператор - любой оператор план выполнения которого интересует.

Структура плана запроса представляет собой дерево узлов плана. Узлы на нижнем уровне дерева — это узлы сканирования, которые возвращают необработанные данные таблицы. Разным типам доступа к таблице соответствуют разные узлы: последовательное сканирование, сканирование индекса и сканирование битовой карты. Источниками строк могут быть не только таблицы, но и например, предложения VALUES и функции, возвращающие множества во FROM, и они представляются отдельными типами узлов сканирования. Если запрос требует объединения, агрегатных вычислений, сортировки или других операций с исходными строками, над узлами сканирования появляются узлы, обозначающие эти операции. И так как обычно операции могут выполняться разными способами, на этом уровне тоже могут быть узлы разных типов.

Стоимость может измеряться в произвольных единицах, определяемых параметрами планировщика. Традиционно единицей стоимости считается операция чтения страницы с диска; Стоимость узла верхнего уровня включает стоимость всех его потомков.

Эта стоимость отражает только те факторы, которые учитывает планировщик. В частности, она не зависит от времени, необходимого для передачи результирующих строк клиенту, хотя оно может составлять значительную часть общего времени выполнения запроса. Тем не менее планировщик игнорирует эту величину, так как он не сможет изменить её, выбрав другой план.