36.13. Thông tin tối ưu hóa kèo bóng đá pháp tử

36.13.1.Cổ lưu

TheCổ lưumệnh đề, nếu được cung cấp, đặt tên cho một kèo bóng đá pháp tử là người làm thư viện của kèo bóng đá pháp tử được xác định. Chúng tôi nói rằng kèo bóng đá pháp tử A là người giao dịch của kèo bóng đá pháp tử B nếu (x a y) bằng (y b x) cho tất cả các giá trị đầu vào có thể có x, y.<vàĐối với một loại dữ liệu cụ thể thường là người giao cổ và kèo bóng đá pháp tử+thường là tự giao với chính nó. Nhưng kèo bóng đá pháp tử-thường không giao hoán với bất cứ điều gì.

Loại kèo bóng đá pháp hạng bên trái của kèo bóng đá pháp tử có thể giao lại giống như loại kèo bóng đá pháp hạng bên phải của công cụ chuyển đổi của nó và ngược lại. Vì vậy, tên của kèo bóng đá pháp tử giao dịch là tất cảPostgreSQL12591_12687Cổ lưumệnh đề.

Điều quan trọng là cung cấp thông tin trước cho các nhà khai thác sẽ được sử dụng trong các chỉ mục và tham gia các điều khoản, vì điều này cho phép trình tối ưu kèo bóng đá pháp truy vấn"lật xung quanh"Điều khoản như vậy cho các biểu mẫu cần thiết cho các loại kế hoạch khác nhau. Ví dụ: xem xét một truy vấn với mệnh đề WHERE nhưTab1.x = Tab2.y, trong đóTab1.x13123_13130Tab2.ythuộc loại do người dùng định nghĩa và giả sử rằngTab2.yđược lập chỉ mục. Trình tối ưu kèo bóng đá pháp không thể tạo quét chỉ mục trừ khi nó có thể xác định cách lật mệnh đề xung quanhTab2.y = Tab1.x, Bởi vì máy móc quét chỉ mục dự kiến ​​sẽ thấy cột được lập chỉ mục ở bên trái của kèo bóng đá pháp tử nó được đưa ra.PostgreSQLWillkhôngChỉ cần giả sử rằng đây là một phép biến đổi hợp lệ - người tạo ra=Nhà điều hành phải chỉ định rằng nó hợp lệ, bằng cách đánh dấu kèo bóng đá pháp tử với thông tin giao dịch.

Khi bạn xác định một kèo bóng đá pháp tử tự Commutative, bạn chỉ cần làm điều đó. Khi bạn đang xác định một cặp kèo bóng đá pháp tử giao hoán, mọi thứ sẽ khó khăn hơn một chút: làm thế nào cái đầu tiên có thể được xác định tham khảo cái khác mà bạn chưa xác định được?

• Một cách là bỏ quaCổ lưumệnh đề trong kèo bóng đá pháp tử thứ nhất mà bạn xác định, sau đó cung cấp một trong định nghĩa của kèo bóng đá pháp tử thứ hai. TừPostgreSQLbiết rằng các kèo bóng đá pháp tử giao hoán có theo cặp, khi nó thấy định nghĩa thứ hai, nó sẽ tự động quay lại và điền vào thiếuCổ lưumệnh đề trong định nghĩa đầu tiên.

• Cách khác, đơn giản hơn chỉ là bao gồmCổ lưumệnh đề trong cả hai định nghĩa. KhiPostgreSQLxử lý định nghĩa đầu tiên và nhận ra rằngCổ lưuđề cập đến kèo bóng đá pháp tử không tồn tại, hệ thống sẽ tạo một mục giả cho kèo bóng đá pháp tử đó trong danh mục hệ thống. Mục nhập giả này sẽ chỉ có dữ liệu hợp lệ cho tên kèo bóng đá pháp tử, các loại kèo bóng đá pháp hạng bên trái và phải và loại kết quả, vì đó là tất cả những gìPostgreSQLcó thể suy luận tại thời điểm này. Mục nhập danh mục của nhà điều hành đầu tiên sẽ liên kết đến mục giả này.

36.13.2.NEGATOR

TheNEGATORmệnh đề, nếu được cung cấp, đặt tên cho một kèo bóng đá pháp tử là công cụ phủ định của kèo bóng đá pháp tử được xác định. Chúng tôi nói rằng kèo bóng đá pháp tử A là công cụ phủ định của kèo bóng đá pháp tử B nếu cả hai kết quả boolean trả về và (x a y) bằng không (x b y) cho tất cả các đầu vào có thể x, y.<và =là một cặp tiêu cực cho hầu hết các loại dữ liệu. Người vận hành không bao giờ có thể là người tiêu cực của chính nó.

Không giống như các giao dịch, một cặp kèo bóng đá pháp tử Unary có thể được đánh dấu một cách hợp lệ là người tiêu cực của nhau; Điều đó có nghĩa là (a x) bằng không (b x) cho tất cả x, hoặc tương đương với các kèo bóng đá pháp tử không đơn giản.

Công cụ phủ định của kèo bóng đá pháp tử phải có cùng các loại kèo bóng đá pháp hạng bên trái và/hoặc phải như kèo bóng đá pháp tử được xác địnhCổ lưu, Chỉ cần được đưa ra tên kèo bóng đá pháp tử trongNEGATORmệnh đề.

Cung cấp trình phủ định rất hữu ích cho trình tối ưu kèo bóng đá pháp truy vấn vì nó cho phép các biểu thức nhưkhông (x = y)Để được đơn giản kèo bóng đá pháp thànhx < y16672_16731khôngHoạt động có thể được chèn vào hậu quả của các sắp xếp lại khác.

Các cặp kèo bóng đá pháp tử tiêu cực có thể được xác định bằng cách sử dụng các phương thức tương tự được giải thích ở trên cho các cặp giao dịch.

36.13.3.Hạn chế

TheHạn chếmệnh đề, nếu được cung cấp, đặt tên cho chức năng ước tính chọn lọc hạn chế cho kèo bóng đá pháp tử. (Lưu ý rằng đây là tên hàm, không phải tên kèo bóng đá pháp tử.)Hạn chếĐiều khoản chỉ có ý nghĩa đối với các kèo bóng đá pháp tử nhị phân trả vềBoolean. Ý tưởng đằng sau một công cụ ước tính chọn lọc hạn chế là đoán xem phần nào của các hàng trong bảng sẽ thỏa mãn mộtWHERE-Chlause điều kiện của biểu mẫu:

Cột op hằng số

Đối với kèo bóng đá pháp tử hiện tại và một giá trị hằng số cụ thể. Điều này hỗ trợ trình tối ưu hóa bằng cách cho nó một số ý tưởng về số lượng hàng sẽ được loại bỏ bởiWHEREmệnh đề có hình thức này. (Điều gì xảy ra nếu hằng số ở bên trái, bạn có thể tự hỏi? Chà, đó là một trong những điều đóCổ lưulà cho ...)

Viết các chức năng ước tính chọn lọc giới hạn mới vượt xa phạm vi của chương này, nhưng may mắn thay, bạn thường có thể chỉ sử dụng một trong những ước tính tiêu chuẩn của hệ thống cho nhiều nhà khai thác của riêng bạn. Đây là những người ước tính hạn chế tiêu chuẩn:

EQSELcho=

Neqselcho<

Scalarltselcho<hoặc<=

Scalargtselchohoặc =

Có vẻ hơi kỳ lạ rằng đây là các danh mục, nhưng chúng có ý nghĩa nếu bạn nghĩ về nó.=Thông thường sẽ chỉ chấp nhận một phần nhỏ của các hàng trong bảng;<Thông thường sẽ chỉ từ chối một phần nhỏ.<sẽ chấp nhận một phân số phụ thuộc vào nơi hằng số đã cho trong phạm vi giá trị cho cột bảng đó (mà nó chỉ xảy ra, được kèo bóng đá pháp được thu thập bởiPhân tíchvà được cung cấp cho công cụ ước tính chọn lọc).<=sẽ chấp nhận một phần lớn hơn một chút so với<Đối với hằng số so sánh tương tự, nhưng chúng đủ gần để không có giá trị phân biệt, đặc biệt là vì chúng ta không có khả năng làm tốt hơn là một phỏng đoán thô. Nhận xét tương tự áp dụng chovà =.

Bạn có thể thường xuyên thoát khỏi việc sử dụngeqselhoặcNeqselĐối với các nhà khai thác có độ chọn lọc rất cao hoặc rất thấp, ngay cả khi chúng không thực sự bình đẳng hoặc bất bình đẳng. Ví dụ: các kèo bóng đá pháp tử hình học bình đẳng gần đúng sử dụngeqselVề giả định rằng chúng thường chỉ khớp với một phần nhỏ của các mục trong bảng.

Bạn có thể sử dụngScalarltselvàScalargtselĐể so sánh các loại dữ liệu có một số phương tiện hợp lý để được chuyển đổi thành vô hướng số để so sánh phạm vi. Nếu có thể, hãy thêm kiểu dữ liệu vào các loại được hiểu bởi hàmconvert_to_scalar ()in. .PG_TYPEDanh mục hệ thống; Nhưng điều đó vẫn chưa xảy ra.) Nếu bạn không làm điều này, mọi thứ vẫn hoạt động, nhưng ước tính của trình tối ưu kèo bóng đá pháp sẽ không tốt như họ có thể.

Có các hàm ước tính chọn lọc bổ sung được thiết kế cho các kèo bóng đá pháp tử hình học trong:Vùng lãi,vị trívàcontsel. Trong bài viết này, đây chỉ là những sơ khai, nhưng bạn có thể muốn sử dụng chúng (hoặc thậm chí tốt hơn, dù sao cũng cải thiện chúng).

36.13.4.tham gia

TheTham giamệnh đề, nếu được cung cấp, đặt tên cho chức năng ước tính chọn lọc tham gia cho kèo bóng đá pháp tử. (Lưu ý rằng đây là tên hàm, không phải tên kèo bóng đá pháp tử.)tham giaĐiều khoản chỉ có ý nghĩa đối với các kèo bóng đá pháp tử nhị phân trả vềBoolean. Ý tưởng đằng sau một công cụ ước tính chọn lọc tham gia là đoán được phần nào của các hàng trong một cặp bảng sẽ thỏa mãn mộtWHERE-Chlause điều kiện của biểu mẫu:

Bảng1.Column1 OP Bảng2.column2

Đối với kèo bóng đá pháp tử hiện tại. Như vớiHạn chế21946_22100

22106_22303

eqjoinselcho=

Neqjoinselcho<

Scalarltjoinselcho<hoặc<=

Scalargtjoinselchohoặc =

AreajoinselĐối với các so sánh dựa trên khu vực 2D

vị tríjoinselĐối với các so sánh dựa trên vị trí 2D

contjoinselĐối với các so sánh dựa trên ngăn chặn 2D

36.13.5.băm

Thebămmệnh đề, nếu có, hãy nói với hệ thống rằng có thể sử dụng phương thức nối băm cho tham gia dựa trên kèo bóng đá pháp tử này.bămChỉ có ý nghĩa đối với kèo bóng đá pháp tử nhị phân trả vềBooleanvà trong thực tế, kèo bóng đá pháp tử phải biểu diễn sự bình đẳng cho một số loại dữ liệu hoặc cặp loại dữ liệu.

Giả định Hash tham gia băm nhỏ là kèo bóng đá pháp tử tham gia chỉ có thể trả về true cho các cặp giá trị trái và bên phải có cùng mã băm giống nhau. Nếu hai giá trị được đặt trong các thùng băm khác nhau, sự tham gia sẽ không bao giờ so sánh chúng, hoàn toàn giả định rằng kết quả của kèo bóng đá pháp tử tham gia phải là sai.bămĐối với các kèo bóng đá pháp tử không đại diện cho một số dạng bình đẳng. Trong hầu hết các trường hợp, chỉ thực tế để hỗ trợ băm cho các nhà khai thác lấy cùng một loại dữ liệu ở cả hai phía."bằng"Giá trị, mặc dù các giá trị có các biểu diễn khác nhau. Ví dụ: việc sắp xếp thuộc tính này khá đơn giản khi các số nguyên có chiều rộng khác nhau.

Để được đánh dấubăm, kèo bóng đá pháp tử tham gia phải xuất hiện trong họ kèo bóng đá pháp tử chỉ số băm. Điều này không được thực thi khi bạn tạo nhà điều hành, vì tất nhiên gia đình điều hành tham chiếu chưa thể tồn tại.

Cần phải thực hiện chăm sóc khi chuẩn bị chức năng băm, bởi vì có những cách phụ thuộc vào máy trong đó nó có thể không làm được điều đúng đắn. Ví dụ: nếu kiểu dữ liệu của bạn là một cấu trúc trong đó có thể có các bit pad không thú vị, bạn không thể chỉ cần chuyển toàn bộ cấu trúc sangHash_any. (Trừ khi bạn viết các kèo bóng đá pháp tử và chức năng khác của mình để đảm bảo rằng các bit không sử dụng luôn bằng không, đó là chiến lược được đề xuất.) Một ví dụ khác là trên các máy gặpIEEETiêu chuẩn điểm nổi, 0 âm và 0 dương là các giá trị khác nhau (các mẫu bit khác nhau) nhưng chúng được xác định để so sánh bằng nhau. Nếu một giá trị nổi có thể chứa số 0 âm thì cần thêm các bước để đảm bảo nó tạo ra giá trị băm giống như 0.

Một kèo bóng đá pháp tử có thể kết hợp với băm phải có một người giao dịch (chính nó nếu hai loại dữ liệu kèo bóng đá pháp hạng giống nhau hoặc một kèo bóng đá pháp tử bình đẳng có liên quan nếu chúng khác nhau) xuất hiện trong cùng một họ kèo bóng đá pháp tử. Nếu đây không phải là trường hợp, các lỗi của kế hoạch có thể xảy ra khi người vận hành được sử dụng.

36.13.6.Hợp nhất

TheHợp nhấtmệnh đề, nếu có, hãy nói với hệ thống rằng có thể sử dụng phương thức Merge-JoinHợp nhấtChỉ có ý nghĩa đối với kèo bóng đá pháp tử nhị phân trả vềBooleanvà trong thực tế, kèo bóng đá pháp tử phải biểu thị sự bình đẳng cho một số loại dữ liệu hoặc cặp loại dữ liệu.

Hợp nhất tham gia dựa trên ý tưởng sắp xếp các bảng bên trái và bên phải theo thứ tự và sau đó quét chúng song song. Vì vậy, cả hai loại dữ liệu phải có khả năng được đặt hàng đầy đủ và kèo bóng đá pháp tử tham gia phải là một loại chỉ có thể thành công cho các cặp giá trị rơi vào"cùng một địa điểm"Theo thứ tự sắp xếp. Trong thực tế, điều này có nghĩa là kèo bóng đá pháp tử tham gia phải hoạt động như bình đẳng.SmallInt-versus-Số nguyênkèo bóng đá pháp tử bình đẳng có thể hợp nhất. Chúng tôi chỉ cần các kèo bóng đá pháp tử sắp xếp sẽ đưa cả hai loại dữ liệu vào một chuỗi tương thích về mặt logic.

Để được đánh dấuHợp nhất, kèo bóng đá pháp tử tham gia phải xuất hiện với tư cách là thành viên bình đẳng của ABtreeGia đình vận hành chỉ mục. Điều này không được thực thi khi bạn tạo nhà điều hành, vì tất nhiên gia đình điều hành tham chiếu chưa thể tồn tại.Hợp nhấtcờ do đó hoạt động như một gợi ý cho người lập kế hoạch rằng nó đáng để tìm kiếm một gia đình vận hành phù hợp.

Một kèo bóng đá pháp tử có thể hợp nhất phải có một công cụ chuyển đổi (chính nó nếu hai loại dữ liệu kèo bóng đá pháp hạng giống nhau hoặc một kèo bóng đá pháp tử bình đẳng có liên quan nếu chúng khác nhau) xuất hiện trong cùng một họ kèo bóng đá pháp tử. Nếu đây không phải là trường hợp, các lỗi của kế hoạch có thể xảy ra khi người vận hành được sử dụng.BtreeHọ vận hành hỗ trợ nhiều loại dữ liệu để cung cấp các kèo bóng đá pháp tử bình đẳng cho mọi kết hợp của các loại dữ liệu; Điều này cho phép tối ưu hóa tốt hơn.