2025年9月25日: PostgreSQL 18 发布!
支持的版本: 当前 (18) / 17 / 16 / 15 / 14 / 13
开发版本: devel
不支持的版本: 12 / 11 / 10 / 9.6 / 9.5 / 9.4 / 9.3 / 9.2 / 9.1 / 9.0 / 8.4 / 8.3 / 8.2 / 8.1

63.6. 索引成本估算函数 #

函数 amcostestimate 接收关于一个可能的索引扫描的信息,包括已确定可用于该索引的 WHERE 和 ORDER BY 子句列表。它必须返回对访问索引的成本以及 WHERE 子句的选择性(即,在索引扫描期间将检索的父表行的比例)的估算。对于简单情况,成本估算器的大部分工作可以通过调用优化器中的标准例程来完成;拥有一个 amcostestimate 函数的目的在于允许索引访问方法提供特定于索引类型的知识,以便有可能改进标准估算。

每个 amcostestimate 函数都必须具有签名

void
amcostestimate (PlannerInfo *root,
                IndexPath *path,
                double loop_count,
                Cost *indexStartupCost,
                Cost *indexTotalCost,
                Selectivity *indexSelectivity,
                double *indexCorrelation,
                double *indexPages);

前三个参数是输入

root

优化器关于正在处理的查询的信息。

path

正在考虑的索引访问路径。除成本和选择性值外的所有字段都有效。

loop_count

应该计入成本估算中的索引扫描重复次数。在考虑用于嵌套循环连接内部的参数化扫描时,此值通常会大于一。请注意,成本估算仍应只针对一次扫描;较大的 loop_count 意味着可能允许在多次扫描之间进行一些缓存效果。

最后五个参数是按引用传递的输出

*indexStartupCost

设置为索引启动处理的成本

*indexTotalCost

设置为索引处理的总成本

*indexSelectivity

设置为索引选择性

*indexCorrelation

设置为索引扫描顺序与底层表的顺序之间的相关系数

*indexPages

设置为索引叶子页的数量

请注意,成本估算函数必须用 C 编写,而不是用 SQL 或任何可用的过程语言编写,因为它们必须访问优化器/规划器的内部数据结构。

索引访问成本应使用 src/backend/optimizer/path/costsize.c 使用的参数进行计算:顺序磁盘块读取成本为 seq_page_cost,非顺序读取成本为 random_page_cost,处理一个索引行的成本通常应视为 cpu_index_tuple_cost。此外,对于在索引处理期间(尤其是索引本身的求值)调用的任何比较运算符,都应收取 cpu_operator_cost 的适当倍数。

访问成本应包括扫描索引本身的所有磁盘和 CPU 成本,但包括检索或处理由索引标识的父表行的成本。

启动成本 是总扫描成本中在能够开始获取第一行之前必须花费的部分。对于大多数索引,这可以视为零,但启动成本较高的索引类型可能希望将其设置为非零。

indexSelectivity 应设置为在索引扫描期间将检索的父表行的估算比例。在有损查询的情况下,这通常会高于实际通过给定条件的选择的行比例。

indexCorrelation 应设置为索引顺序与表顺序之间的相关性(范围在 -1.0 到 1.0 之间)。这用于调整从父表获取行的成本估算。

indexPages 应设置为叶子页的数量。这用于估算并行索引扫描的工作进程数。

loop_count 大于一倍时,返回的数字应是对于对索引的任何一次扫描的预期平均值。

成本估算

典型的成本估算器将按以下方式进行:

  1. 根据给定的条件估算并返回将访问的父表行的比例。在没有任何特定于索引类型的知识的情况下,使用标准优化器函数 clauselist_selectivity()

    *indexSelectivity = clauselist_selectivity(root, path->indexquals,
                                               path->indexinfo->rel->relid,
                                               JOIN_INNER, NULL);
    
  2. 估算扫描期间将访问的索引行数。对于许多索引类型,这等于 indexSelectivity 乘以索引中的行数,但可能会更多。(请注意,索引的页面和行大小可从 path->indexinfo 结构中获得。)

  3. 估算扫描期间将读取的索引页数。这可能只是 indexSelectivity 乘以索引的页面大小。

  4. 计算索引访问成本。一个通用的估算器可能会这样做:

    /*
     * Our generic assumption is that the index pages will be read
     * sequentially, so they cost seq_page_cost each, not random_page_cost.
     * Also, we charge for evaluation of the indexquals at each index row.
     * All the costs are assumed to be paid incrementally during the scan.
     */
    cost_qual_eval(&index_qual_cost, path->indexquals, root);
    *indexStartupCost = index_qual_cost.startup;
    *indexTotalCost = seq_page_cost * numIndexPages +
        (cpu_index_tuple_cost + index_qual_cost.per_tuple) * numIndexTuples;
    

    但是,上述方法没有考虑索引读取在重复索引扫描之间的摊销。

  5. 估算索引相关性。对于基于单个字段的简单有序索引,可以从 pg_statistic 中检索。如果相关性未知,则保守估算为零(无相关性)。

成本估算函数的示例可以在 src/backend/utils/adt/selfuncs.c 中找到。

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