La tâche du planificateur/optimiseur est de créer un plan d'exécution optimal. En fait, une requête SQL donnée (et donc, l'arbre d'une requête) peut être exécutée de plusieurs façons, chacune arrivant au même résultat. Si ce calcul est possible, l'optimiseur de la requête examinera chacun des plans d'exécution possibles pour sélectionner le plan d'exécution estimé comme le plus rapide.
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Dans certaines situations, examiner toutes les façons d'exécuter une requête prend beaucoup de temps et de mémoire. En particulier, lors de l'exécution de requêtes impliquant un grand nombre de jointures. Pour déterminer un plan de requête raisonnable (mais non optimal) en un temps raisonnable, PostgreSQL™ utilise un Optimiseur génétique de requêtes ( Genetic Query Optimizer ).
La procédure de recherche du planificateur fonctionne en fait avec des structures de données appelés chemins, simples représentations minimales de plans ne contenant que l'information nécessaire au planificateur pour prendre ses décisions. Une fois le chemin le moins coûteux déterminé, un arbre plan est construit pour être passé à l'exécuteur. Ceci représente le plan d'exécution désiré avec suffisamment de détails pour que l'exécuteur puisse le lancer. Dans le reste de cette section, la distinction entre chemins et plans est ignorée.
Le planificateur/optimiseur commence par engendrer des plans de parcours de chaque relation (table) invididuelle utilisée dans la requête. Les plans possibles sont déterminés par les index disponibles pour chaque relation. Un parcours séquentiel d'une relation étant toujours possible, un plan de parcours séquentiel est systématiquement créé. Supposons qu'un index soit défini sur une relation (par exemple un index B-tree) et qu'une requête contienne le filtre relation.attribut OPR constante. Si relation.attribut correspond à la clé de l'index B-tree et OPR est un des opérateurs listés dans la classe d'opérateurs de l'index, un autre plan est créé en utilisant l'index B-tree pour parcourir la relation. S'il existe d'autres index et que les restrictions de la requête font correspondre une clé à un index, d'autres plans sont considérés.
Lorsque tous les plans réalistes de parcours des relations simples ont été découverts, des plans pour les relations jointes sont créés. Le planificateur/optimiseur considère les jointures entre toutes les paires de relations pour lesquelles il existe une clause de jointure correspondante dans la qualification WHERE (c'est-à-dire pour lesquelles une restriction semblable à where rel1.attr1=rel2.attr2 existe). Les paires jointes sans clause de jointure sont considérées uniquement quand il n'existe pas d'autre choix, c'est-à-dire lorsqu'une relation particulière n'a pas de clause de jointure disponible vers une autre relation. Tous les plans possibles pour chaque paire jointe considérée par le planificateur/optimiseur sont engendrées. Les trois stratégies possibles de jointure sont :
jointure de boucle imbriquée ( nested loop join ) : la relation de droite est parcourue une fois pour chaque ligne trouvée dans la relation de gauche. Cette stratégie est facile à implanter mais peut être très coûteuse en temps. (Toutefois, si la relation de droite peut être parcourue à l'aide d'un index, ceci peut être une bonne stratégie. Il est possible d'utiliser les valeurs issues de la ligne actuelle de la relation de gauche comme clés du parcours d'index à droite.)
jointure de tri fusionné ( merge sort join ) : chaque relation est triée selon les attributs de la jointure avant que la jointure ne commence. Puis, les deux relations sont parcourues en parallèle et les lignes correspondantes sont combinées pour former des lignes jointes. Ce type de jointure est plus intéressant parce que chaque relation n'est parcourue qu'une seule fois. Le tri requis peut être réalisé soit par une étape explicite de tri soit en parcourant la relation dans le bon ordre en utilisant un index sur la clé de la jointure.
jointure de hachage ( hash join ) : la relation de droite est tout d'abord parcourue et chargée dans une table de hachage en utilisant ses attributs de jointure comme clés de hachage. La relation de gauche est ensuite parcourue et les valeurs appropriées de chaque ligne trouvée sont utilisées comme clés de hachage pour localiser les lignes correspondantes dans la table.
Quand la requête implique plus de deux relations, le résultat final doit être construit à l'aide d'un arbre d'étapes de jointure, chacune à deux entrées. Le planificateur examine les séquences de jointure possibles pour trouver le moins cher.
L'arbre de plan terminé est composé de parcours séquentiels ou indexés des relations de base, auxquels s'ajoutent les noeuds des jointures en boucle, des jointures de tri fusionné et des jointures de hachage si nécessaire, ainsi que toutes les étapes auxiliaires nécessaires, telles que les noeuds de tri ou les noeuds de calcul des fonctions d'agrégat. La plupart des types de noeud de plan ont la capacité supplémentaire de faire une sélection (rejet des lignes qui ne correspondent pas à une condition booléenne spécifiée) et une projection (calcul d'un ensemble dérivé de colonnes fondé sur des valeurs de colonnes données, par l'évaluation d'expressions scalaires si nécessaire). Une des responsabilités du planificateur est d'attacher les conditions de sélection issues de la clause WHERE et le calcul des expressions de sortie requises aux noeuds les plus appropriés de l'arbre de plan.
Système de règles de PostgreSQL
