RBO（ Rule-Base d Optimization， 基於規則的最佳化器）有著一套嚴格的使用規則，按照 RBO 去寫 SQL 語句，無論資料表中的內容怎樣，也不會影響到你的“執行計劃”。

換言之 RBO 對資料不“敏感”，它根據指定的優先順序規則，對指定的表進行執行計劃的選擇。比如在規則中，索引的優先順序大於全表掃描。RBO 是根據可用的訪問路徑以及訪問路徑等級來選擇執行計劃，在 RBO 中，SQL 的寫法往往會影響執行計劃。

Optgen 是一種域細節語言 （ DS L），它提供了一種直觀的語法來定義、匹配、替換目標表示式樹中的節點，最佳化器規則的編寫便是基於這種語言。

程式碼中存在這樣的模組：將 DSL 語言轉化為真實的 go 語言（ 檔案字尾 og.go），以便最佳化器呼叫。模組入口在 pkg/sql/opt/optgen/cmd/optgen/main.go 中的 func main（），這裡暫不涉及，以下介紹中此模組簡稱“ 程式碼生成模組”。

RBO 涉及的規則定義在 kaiwu/pkg/sql/opt/norm/rules/*.opt 中。

1.關係代數的 9 種操作

關係代數中包括了：並、交、差、乘、選擇、投影、聯接、除、自然聯接等操作。其中五個基本操作為並（ ∪）、差（ -）、笛卡爾積（ ×）、投影（ π）、選擇（ σ）。

2.關係代數表示式

由關係代數運算經有限次複合而成的式子稱為關係代數表示式，這種表示式的運算結果仍然是一個關係，可以用關係代數表示式表示對資料庫的查詢和更新操作。

3.關係代數表示式的轉換

若兩個關係表示式在每一個有效資料例項中都會產生相同的結果集，則可以稱他們是等價的（元組的順利是無關緊要的，而且不能說明任何表示式更優於其他表示式）。

合取選擇運算可以分解為單個選擇運算，稱為選擇運算的級聯：

選擇運算具有交換律：

投影在合理的情況下，只有最後一個有效：

選擇操作可與笛卡爾積以及連線相結合：

連線操作滿足交換律：

自然連線滿足結合律：

4.RBO 轉化例項

語句如下：

• select course_id, title from course;

• select * from teaches join ① on teaches.course_id = ① .course_id;

• select * from instructor join ② on Instructor.ID = ② .ID;

• select name, title from ③ where dept_name = Music and year = 2009;

執行 ④ 語句， 轉換前的表示式樹和轉換後的表示式樹如下：

在這次轉換工程中，使用了謂詞下推，結合律，轉換後的表示式樹一定優於前面的表示式樹，這就稱為 RBO，基於規則的轉換。

5.RBO 基本規則

（1）列裁剪

Select a from t where b >5;

我們可以將 t 表中的所有資料讀取上來，然後根據條件過濾，然後再投影，最後拿到列（a）的資料。也可以先進行列剪裁，先把 a,b 資料讀取，然後根據過濾條件進行過濾，最後輸出資料。

（2）最大最小消除

Select min（ ID） from t;

這句話可以轉換成 Select id from t order by id desc limit 1;

（3）投影消除

如果一個投影的輸入和輸出列是一樣的，那麼這個投影是無用的。

（4）謂詞下推

儘量把選擇的運算元推到葉子節點，這樣可以大大減少上面每個表示式節點的消耗。

考慮這樣一個句子： Select * from t1,t2 where t1.a > 4 and t2.b >5;

如果先進行笛卡爾積在進行過濾條件時，則會產生很多不必要的元組，但是如果先過濾t1,t2 的關係，在進行笛卡爾積，那麼表示式的消耗將大大減少。

在進行過濾時，儘可能準確到一個 select 運算元，如若不能，則在具有過濾需要的列及時處理，比如 a.a > 5 and b.b > 10 and a.c > a.b 第一個和第二個條件都可以推到 select 運算元中，在這個運算元上面立即加一個 a.c > a.b 的過濾條件。

1.生成程式碼模組定位，引數解釋

入口函式 pkg/sql/opt/optgen/cmd/optgen/main.go 中的 func main()，如圖所示：

Kaiwu/Makefile 中呼叫這個函式，需要輸入 5 個引數 os.Args，這些引數依次如下（以探索階段涉及的 factory.og.go 為例）：

• -out ：輸出檔案標籤

• 輸出檔名 ：(pkg/sql/opt/xform/factory.og.go)

• 命令標籤 ：(compile/explorer/exprs/factory/ops/ rulenames)

• 結構定義檔案 ：(pkg/sql/opt/ops/*.opt)

• 規則原始檔 ：(pkg/sql/opt/norm/rules/  opt/pkg/sql/opt/xform/rules/.opt)

Makefile 程式碼定位如下：

2.除錯建議

調式某個 opt 檔案生成 factory.og.go 檔案，如 norm/rules/comp.opt，可以採用如下方式：

3.重要階段介紹

（1）流程圖中重要函式

a.   以 pkg/sql/opt/norm/rules/comp.opt 檔案為例進行流程分析：

run()，Parse()，parseOne()函式

進入 Parse()函式——>parseOne()：

① Parse()函式對parsed, args賦值；

② parseOne() 函式：裁剪 args a 和 b 引數，剩下 c、d、e；對 FlagSet 結構體中的 actual 賦值；

③ 將生成檔案 b 引數賦值給 Flag 中的 Value。

b.  g.globResolver(source)函式是將 pkg/sql/opt/ops/*.opt 中的檔案 append 到 files 檔案中，並將規則檔案 pkg/sql/opt/norm/rules/comp.opt 檔案加入到 file 中。

c.   NewCompiler(files...)函式: 構建 Compiler 結構體，將 files 檔案匯入：

d.   compiler.Compile()→ Parse()→ parseRoot()→ p.scan():

p.scan(): 根據返回值執行不同的操作

① WHITESPACE: 清除空白

② COMMENT: 向 Parser 中的 comment 中新增註釋

③ LBRACKET:返回上層函式 parseRoot()

④ parseTags(): 解析出規則名和標準

⑤  parseRule():解析出具體規則

e.   compiler.Compile()中的 compileDefines()函式：

將 defines 中的內容賦值給 Compiler→compiled→defineIndex中。

將 define 中的 Tags 賦值給 unique 中。

f.   compiler.Compile()→compileRules()→ruleCompiler.compile():

將 pkg/sql/opt/ops/*.opt 檔案中定義的後設資料和 pkg/sql/opt/norm/rules/camp.opt 中所定義的規則相結合生成新規則，存於  ruleCompiler→compiled→Rules 中。

（2）程式碼流程圖如下

以上就是 RBO 的規則轉化在資料庫中的功能方式，透過規則查詢最佳化器執行一個預設的計劃，在此預設規則下，大幅提升執行效率。