План выполнения запроса

План выполне́ния запро́са — последовательность операций, необходимых для получения результата SQL-запроса в реляционной СУБД.

План в целом разделяется на две стадии:

• Выборка результатов;
• Сортировка и группировка, выполнение агрегаций.

Сортировка и группировка — это опциональная стадия, которая выполняется, если не найдено путей доступа для получения результата в запрошенном порядке.

Выборка результатов выполняется следующими способами:

• Вложенные циклы;
• Слияние.

Вложенные циклы

Вложенные циклы — это вложенные итеративные процессы поиска данных в каждой из соединяемых таблиц.

Внешний цикл извлекает все необходимые строки из внешней таблицы. Если часть или все ограничения для внешней таблицы могут быть использованы для поиска по индексу, то на каждой итерации цикла в индексе ищутся расположения всех необходимых строк и выполняется прямой доступ к таблице. В противном случае таблица сканируется целиком. Оставшиеся ограничения используются для фильтрации выбранных строк. Для каждой оставшейся строки вызывается внутренний цикл.

Внутренний цикл по условиям соединения и данным внешнего цикла ищет строки во внутренней таблице. Если часть или все ограничения для внутренней таблицы, а также ограничения, полученные от внешнего цикла, могут быть использованы для поиска по индексу, то на каждой итерации цикла в индексе ищутся расположения всех необходимых строк и выполняется прямой доступ к таблице. В противном случае таблица сканируется целиком. Оставшиеся ограничения используются для фильтрации выбранных строк.

Циклы могут вкладываться произвольное число раз. В этом случае внутренний цикл становится внешним для следующего цикла и т. д.

На каждой итерации самого глубокого цикла выбранные из таблиц строки конкатенируются, для получения одной строки итогового результата.

Если для некоторого цикла выполняется поиск по индексу, и всех колонок в индексе достаточно для получения итогового результата, то прямой доступ к таблице в этом цикле не выполняется.

Слияние

Если объединяемые таблицы имеют индексы по сравниваемым полям, то объединение может быть выполнено с помощью слияния. Оба индекса сканируются и в них ищутся одинаковые значения. Если колонок в индексах достаточно для получения итогового результата, то чтение таблиц не выполняется. В противном случае выполняется прямой доступ к сливаемым таблицам для получения колонок, не входящих в индексы, но необходимых для получения результата.

Если слияния недостаточно для получения итогового результата, то для каждой строки, полученной слиянием, может выполняться до двух серий вложенных циклов, соответственно, для каждой из сливаемых таблиц.

За счет того, что в индексах данные отсортированы, слияние дешевле вложенных циклов, но план выполнения не может начинаться со слияния.

Пример

Например, для такого запроса, как:

SELECT 
  FROM Продажи
  ORDER BY Номер_продавца

может быть создан такой план выполнения:

1. Сканирование кластерного индекса для первичного ключа таблицы Продажи.
2. Сортировка результатов шага 1 по столбцу Номер_продавца.
3. Возврат приложению результатов шага 2.

Оптимизатор запросов (компонент СУБД) использует хранящуюся в базе данных вместе с таблицами и индексами статистическую информацию, на основе которой он оценивает альтернативные способы формирования результатов запроса. Например, команду ORDER BY в инструкции SELECT можно выполнить с использованием имеющегося в базе индекса, либо же путём физической сортировки строк. Оптимизатор старается выбрать самый эффективный план выполнения запроса.

Изучение планов выполнения запросов, созданных оптимизатором, позволяет решить, как ускорить выполнение запроса — изменить сам запрос или создать в базе данных дополнительный индекс. Некоторые СУБД позволяют явно влиять на то, как именно оптимизатор формирует план, для чего имеется особый язык подсказок.

См. также

• Оптимизация запросов
• Кэш запросов

Литература

• Майкл Оутей, Поль Конте Эффективная работа: SQL Server 2000. — СПб.: Питер, 2002, с. 992. ISBN 966-552-111-X, ISBN 5-94723-056-9

Ссылки

• С. Кузнецов. [citforum.ru/database/articles/art_26.shtml Методы оптимизации выполнения запросов в реляционных СУБД] (рус.)

Отрывок, характеризующий План выполнения запроса

– Скажите, когда началось сражение? – спросил он поспешно.
Князь Андрей отвечал. После этого вопроса следовали другие, столь же простые вопросы: «здоров ли Кутузов? как давно выехал он из Кремса?» и т. п. Император говорил с таким выражением, как будто вся цель его состояла только в том, чтобы сделать известное количество вопросов. Ответы же на эти вопросы, как было слишком очевидно, не могли интересовать его.
– В котором часу началось сражение? – спросил император.
– Не могу донести вашему величеству, в котором часу началось сражение с фронта, но в Дюренштейне, где я находился, войско начало атаку в 6 часу вечера, – сказал Болконский, оживляясь и при этом случае предполагая, что ему удастся представить уже готовое в его голове правдивое описание всего того, что он знал и видел.
Но император улыбнулся и перебил его:
– Сколько миль?
– Откуда и докуда, ваше величество?
– От Дюренштейна до Кремса?
– Три с половиною мили, ваше величество.
– Французы оставили левый берег?
– Как доносили лазутчики, в ночь на плотах переправились последние.
– Достаточно ли фуража в Кремсе?
– Фураж не был доставлен в том количестве…
Император перебил его.
– В котором часу убит генерал Шмит?…
– В семь часов, кажется.
– В 7 часов. Очень печально! Очень печально!
Император сказал, что он благодарит, и поклонился. Князь Андрей вышел и тотчас же со всех сторон был окружен придворными. Со всех сторон глядели на него ласковые глаза и слышались ласковые слова. Вчерашний флигель адъютант делал ему упреки, зачем он не остановился во дворце, и предлагал ему свой дом. Военный министр подошел, поздравляя его с орденом Марии Терезии З й степени, которым жаловал его император. Камергер императрицы приглашал его к ее величеству. Эрцгерцогиня тоже желала его видеть. Он не знал, кому отвечать, и несколько секунд собирался с мыслями. Русский посланник взял его за плечо, отвел к окну и стал говорить с ним.
Вопреки словам Билибина, известие, привезенное им, было принято радостно. Назначено было благодарственное молебствие. Кутузов был награжден Марией Терезией большого креста, и вся армия получила награды. Болконский получал приглашения со всех сторон и всё утро должен был делать визиты главным сановникам Австрии. Окончив свои визиты в пятом часу вечера, мысленно сочиняя письмо отцу о сражении и о своей поездке в Брюнн, князь Андрей возвращался домой к Билибину. У крыльца дома, занимаемого Билибиным, стояла до половины уложенная вещами бричка, и Франц, слуга Билибина, с трудом таща чемодан, вышел из двери.
Прежде чем ехать к Билибину, князь Андрей поехал в книжную лавку запастись на поход книгами и засиделся в лавке.
– Что такое? – спросил Болконский.
– Ach, Erlaucht? – сказал Франц, с трудом взваливая чемодан в бричку. – Wir ziehen noch weiter. Der Bosewicht ist schon wieder hinter uns her! [Ах, ваше сиятельство! Мы отправляемся еще далее. Злодей уж опять за нами по пятам.]
– Что такое? Что? – спрашивал князь Андрей.
Билибин вышел навстречу Болконскому. На всегда спокойном лице Билибина было волнение.
– Non, non, avouez que c'est charmant, – говорил он, – cette histoire du pont de Thabor (мост в Вене). Ils l'ont passe sans coup ferir. [Нет, нет, признайтесь, что это прелесть, эта история с Таборским мостом. Они перешли его без сопротивления.]
Князь Андрей ничего не понимал.
– Да откуда же вы, что вы не знаете того, что уже знают все кучера в городе?
– Я от эрцгерцогини. Там я ничего не слыхал.
– И не видали, что везде укладываются?
– Не видал… Да в чем дело? – нетерпеливо спросил князь Андрей.
– В чем дело? Дело в том, что французы перешли мост, который защищает Ауэсперг, и мост не взорвали, так что Мюрат бежит теперь по дороге к Брюнну, и нынче завтра они будут здесь.
– Как здесь? Да как же не взорвали мост, когда он минирован?
– А это я у вас спрашиваю. Этого никто, и сам Бонапарте, не знает.
Болконский пожал плечами.
– Но ежели мост перейден, значит, и армия погибла: она будет отрезана, – сказал он.
– В этом то и штука, – отвечал Билибин. – Слушайте. Вступают французы в Вену, как я вам говорил. Всё очень хорошо. На другой день, то есть вчера, господа маршалы: Мюрат Ланн и Бельяр, садятся верхом и отправляются на мост. (Заметьте, все трое гасконцы.) Господа, – говорит один, – вы знаете, что Таборский мост минирован и контраминирован, и что перед ним грозный tete de pont и пятнадцать тысяч войска, которому велено взорвать мост и нас не пускать. Но нашему государю императору Наполеону будет приятно, ежели мы возьмем этот мост. Проедемте втроем и возьмем этот мост. – Поедемте, говорят другие; и они отправляются и берут мост, переходят его и теперь со всею армией по сю сторону Дуная направляются на нас, на вас и на ваши сообщения.