Join Reorder 算法简介

在实际的业务场景中,多个表的 Join 语句是很常见的,而 Join 的执行效率和各个表参与 Join 的顺序有关系。如 select * from t1, t2, t3 where t1.a=t2.a and t3.a=t2.a,这个 SQL 中可能的执行顺序有“t1 和 t2 先做 Join,然后再和 t3 做 Join”以及“t2 和 t3 先做 Join,然后再和 t1 做 Join”两种情况。根据 t1t3 的数据量及数据分布,这两种执行顺序会有不同的性能表现。

因此优化器需要实现一种决定 Join 顺序的算法。目前 TiDB 中存在两种 Join Reorder 算法,贪心算法和动态规划算法。

  • Join Reorder 贪心算法:在所有参与 Join 的节点中,选择行数最小的表与其他各表分别做一次 Join 的结果估算,然后选择其中结果最小的一对进行 Join,再继续这个过程进入下一轮的选择和 Join,直到所有的节点都完成 Join。
  • Join Reorder 动态规划算法:在所有参与 Join 的节点中,枚举所有可能的 Join 顺序,然后选择最优的 Join 顺序。

Join Reorder 贪心算法实例

以三个表 t1、t2、t3 的 Join 为例。首先获取所有参与 Join 的节点,将所有节点按照行数多少,从少到多进行排序。

join-reorder-1

之后选定其中最小的表,将其与其他两个表分别做一次 Join,观察输出的结果集大小,选择其中结果更小的一对。

join-reorder-2

然后进入下一轮的选择,如果这时是四个表,那么就继续比较输出结果集的大小,进行选择。这里只有三个表,因此就直接得到了最终的 Join 结果。

join-reorder-3

Join Reorder 动态规划算法实例

仍然以上述例子为例。动态规划算法会枚举所有的可能性,因此相对贪心算法必须从 t1 表开始枚举,动态规划算法可以枚举如下的 Join 顺序。

join-reorder-4

当该选择比贪心算法更优时,动态规划算法便可以选择到更优的 Join 顺序。

相应地,因为会枚举所有的可能性,动态规划算法会消耗更多的时间,也会更容易受统计信息影响。

Join Reorder 算法的控制

目前 Join Reorder 算法由变量 tidb_opt_join_reorder_threshold 控制,当参与 Join Reorder 的节点个数大于该阈值时选择贪心算法,反之选择动态规划算法。

Join Reorder 算法限制

当前的 Join Reorder 算法存在如下限制:

  • 受结果集的计算算法所限并不会保证一定会选到合适的 Join order
  • 目前默认关闭 Outer Join 的 Join Reorder。如需开启此功能,需要将系统变量 tidb_enable_outer_join_reorder 设为 ON
  • 目前动态规划算法无法进行 Outer Join 的 Join Reorder。

目前 TiDB 中支持使用 STRAIGHT_JOIN 语法来强制指定一种 Join 顺序,参见语法元素说明

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