面试题：MariaDB查询优化器如何处理多表连接查询的优化

Question

在MariaDB中，当面对一个包含多个表的连接查询时，查询优化器会采取哪些策略和步骤来优化该查询？请简要描述其工作流程。

Answer 1

1. 解析查询语句：
   • 词法分析：将输入的SQL查询语句分解成一个个的词法单元，例如关键字（SELECT、FROM、JOIN等）、表名、列名等。
   • 语法分析：根据SQL语法规则，构建一棵语法树，检查查询语句的语法是否正确。
2. 生成初始执行计划：
   • 确定连接类型：对于多个表的连接，分析每个JOIN子句，确定是内连接（INNER JOIN）、外连接（LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL JOIN）等。不同的连接类型对执行计划有重要影响。
   • 连接顺序选择：尝试不同的表连接顺序。查询优化器会考虑表的大小（统计信息）、连接条件等因素。一般来说，会优先选择小表先连接，这样可以减少中间结果集的大小。例如，假设有表A、B、C进行连接，优化器可能会评估(A JOIN B) JOIN C、(A JOIN C) JOIN B、(B JOIN C) JOIN A等不同顺序的成本。
   • 选择访问路径：根据表上的索引信息，确定访问每个表的最佳方式。如果表上有合适的索引，可能会选择索引扫描；如果没有合适索引或者表较小，可能选择全表扫描。例如，如果查询条件是WHERE column = 'value'，且column上有索引，优化器可能选择使用该索引来快速定位符合条件的行。
3. 成本估算：
   • 为每个可能的执行计划计算成本。成本模型会考虑磁盘I/O成本（读取表数据和索引的次数）、CPU成本（如排序、比较等操作）等因素。例如，全表扫描通常磁盘I/O成本较高，而索引扫描如果索引选择性好，成本相对较低。
   • 成本计算会结合表的统计信息，如行数、数据分布等。优化器会根据这些信息估算每个操作（如连接、扫描）产生的中间结果集大小，进而计算整个执行计划的成本。
4. 选择最优执行计划：
   • 比较不同执行计划的成本，选择成本最低的执行计划作为最终执行计划。
   • 一旦确定最优执行计划，查询优化器将该计划传递给查询执行引擎，由执行引擎按照计划执行查询，从数据库中获取数据并返回给用户。