ぱと隊長日誌

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PostgreSQL のエクゼキュータによるノードの処理順

データベース

PostgreSQL のエクゼキュータによるノードの処理順はマニュアルに解説されています。
50.6. エクゼキュータ

この説明をかみ砕いて説明します。

エクゼキュータはプランナ/オプティマイザで作成された計画に従って処理を進めます。その際、上位ノードの要求に応じて下位ノードはタプル（行）を返します。例えば、Sort ノードを実行するためにはソート対象のタプルが必要となります。そこで、Sort ノードの下位ノードは Sort ノードの要求に応じてタプルを渡します。

マニュアルの記載に近い具体例で説明します。

=# CREATE TABLE tab1(c1 INTEGER);
=# CREATE TABLE tab2(c1 INTEGER);

=# INSERT INTO tab1 SELECT generate_series(1, 3);
=# INSERT INTO tab2 SELECT generate_series(1, 3);

=# VACUUM ANALYZE;

=# SET enable_hashjoin TO OFF;

=# EXPLAIN SELECT tab1.c1 FROM tab1 INNER JOIN tab2 ON tab1.c1 = tab2.c1;
                           QUERY PLAN
----------------------------------------------------------------
 Merge Join  (cost=2.11..2.17 rows=3 width=4)
   Merge Cond: (tab1.c1 = tab2.c1)
   ->  Sort  (cost=1.05..1.06 rows=3 width=4)
         Sort Key: tab1.c1
         ->  Seq Scan on tab1  (cost=0.00..1.03 rows=3 width=4)
   ->  Sort  (cost=1.05..1.06 rows=3 width=4)
         Sort Key: tab2.c1
         ->  Seq Scan on tab2  (cost=0.00..1.03 rows=3 width=4)
(8 rows)

この計画の最上位ノードは Merge Join ノードです。マージ結合は結合キーでソートしてから順番に突き合わせて結合する方法です。このため、tab1 / tab2 テーブルはそれぞれ結合キーでソートされています。そして、ソートするタプルを Seq Scan ノードで取得します。

マニュアルの記載に従って処理が進むとすれば、以下の動作になります。

  1. Merge Join ノードが tab1 の結合キーでソートされた最初のタプルを Sort ノードに要求する
    1. Sort ノードが tab1 のタプルを要求する（全てのタプルを取得するまで繰り返す）
      1. SeqScan ノードが tab1 のタプルを 1 つ返す
    2. Sort ノードが tab1 のタプルを結合キーでソートする
    3. Sort ノードが tab1 の結合キーでソートされた最初のタプルを返す（ソート結果は後の要求に備えて残す）
  2. Merge Join ノードが tab2 の結合キーでソートされた最初のタプルを Sort ノードに要求する
    1. Sort ノードが tab2 のタプルを要求する（全てのタプルを取得するまで繰り返す）
      1. SeqScan ノードが tab2 のタプルを 1 つ返す
    2. Sort ノードが tab2 のタプルを結合キーでソートする
    3. Sort ノードが tab2 の結合キーでソートされた最初のタプルを返す（ソート結果は後の要求に備えて残す）
  3. Merge Join ノードが tab1 と tab2 の最初のタプルで結合できるかを比較する
  4. 結合できれば呼び出し側に結果を返す
  5. Merge Join ノードは tab1 と tab2 の残りのタプルについて結合できるかを比較する
    1. 各 Sort ノードは残したソート結果から Merge Join ノードの要求に応じてタプルを返す

この処理の流れからわかるのが、各ノードは処理したタプルを上位ノードに順次渡しているということです。各ノードが処理を完了させてから次のノードの処理に移るわけではありません。

エクゼキュータの処理順を理解することで、実行計画から処理の流れをイメージしやすくなります。本記事が実行計画を読み解く際のヒントになれば幸いです。