基于代价的访问计划评估

当查询的集合有多个索引时，SequoiaDB 需要选取合适的索引，或者全表扫描来执行查询。数据节点上的查询优化器会基于代价对候选的访问计划进行评估，选取合适的访问计划来完成查询。

估算出每个候选访问计划执行的以下指标：

1. 基于规则的估算选取候选访问计划

   1. 索引的选择率 < 0.1（即索引过滤剩下的记录个数为集合记录个数的 10%）
   2. 索引完全匹配排序字段及排序方向
   3. 全表扫描

2. 符合指标 1 的候选访问计划，再基于代价的进行估算，最终选出总代价最小的访问计划执行查询。

示例

集合 sample.employee 存在以下索引：

1. "index_a" : { a : 1 }
2. "index_b" : { b : 1 }
3. "index_c" : { c : 1 }

查询 db.sample.employee.find( { a : 1, b : 2 } ).sort( { c : 1 } ) 可以有以下的访问计划：

1. IXSCAN( "index_a" ) ==> SORT( { c : 1 } )
2. IXSCAN( "index_b" ) ==> SORT( { c : 1 } )
3. IXSCAN( "index_c" )
4. TBSCAN() ==> SORT( { c : 1 } )

根据指标 1 可以确定 4 个都是候选的访问计划，其中访问计划 1 和 2 满足指标 1.1，访问计划 3 满足指标 1.2，访问计划 4 满足指标 1.3。

然后通过代价估算确定总代价最小的访问计划，并选取执行查询。假设估算出 4 个候选访问计划的总代价分别为 1000，800，12000 和 1000，则最终选择访问计划 2 执行查询。

索引选择率的估算

索引选择率的估算有使用统计信息进行估算和使用默认值进行估算两种方式。

使用默认值进行估算

• 数值

  1. 在 [ -99999999.9, 99999999.9 ] 的区间中选取
  2. 如 { $lt : 0 } 的选择率为：( 0 - ( -99999999.9 ) ) / ( 99999999.9 - ( -99999999.9 ) ) = 0.5

• 字符串

  1. 逐个字符计算在 ' ' （空格 ASCII 码：32）至 ASCII 码 127 之间的比例
  2. 计算前 20 个字符

• 其他数据类型

  1. 相等比较：0.005
  2. 大于、小于比较：0.333333
  3. 范围比较：0.05

访问计划的搜索过程

用户可以通过 SdbQuery.explain() 查看查询的访问计划。

当 SdbQuery.explain() 的 Search 选项为 true 时，将会展示查询优化器搜索过的访问计划，并查看查询优化器选择的结果。 当 SdbQuery.explain() 的 Evaluate 选项为 true 时，将会展示查询优化器估算访问计划总代价的演算过程。

• 访问计划的搜索过程
• TBSCAN的推演公式
• IXSCAN的推演公式
• SORT的推演公式

Note:

• 搜索过的访问计划不在访问计划缓存中，因此 Search 选项不使用缓存，重新估算
• 搜索过程将嵌套展示在数据节点每个集合的访问计划中