【源码预备】Calcite基础知识与概念：关系代数概念、查询优化、sql关键字执行顺序以及calcite基础概念

本文介绍: 本文主要描述：Calcite 相关的基础性内容。>1. 关系代数基础概念>2. 查询优化简单介绍>3. sql关键字解析顺序>4. calcite基础概念

本文主要描述：Calcite 相关的基础性内容。

上篇了解了【源码分析】 Calcite 处理流程详解：calcite架构、处理流程以及就一个运行示例进行源码分析之后，我们对calcite有了一定的认知，但有些细节还未说明，所以本篇讨论对 Calcite 相关的基础性内容进行说明。希望通过本篇能够对Calcite的原理细节有一个更加清晰的了解。

关系代数是关系型数据库操作的理论基础，关系代数支持并、差、笛卡尔积、投影和选择等基本运算。关系代数也是 Calcite 的核心，任何一个查询都可以表示成由关系运算符组成的树。

关系代数相关内容，简单总结如下：
在这里插入图片描述

{
    "defaultSchema": "db1",
    "schemas": [
        {
            "factory": "org.apache.calcite.adapter.jdbc.JdbcSchema$Factory",
            "name": "db1",
            "operand": {
                "jdbcDriver": "com.mysql.cj.jdbc.Driver",
                "jdbcPassword": "changeme",
                "jdbcUrl": "jdbc:mysql://localhost:3306/test",
                "jdbcUser": "root"
            },
            "type": "custom"
        }
    ],
    "version": "1.0"
}

SELECT *
FROM orders o
JOIN customers c ON o.customer_id = c.customer_id
WHERE c.state = 'CA';


LogicalProject(order_id=[$0], order_date=[$1], customer_id=[$2], order_total=[$3])
  LogicalFilter(condition=[=($5, 'CA')])
    LogicalJoin(condition=[=($2, $6)], joinType=[inner])
      EnumerableTableScan(table=[[MY_DB, ORDERS]])
      EnumerableTableScan(table=[[MY_DB, CUSTOMERS]])

Calcite中的这些核心算子都有对应的纯逻辑子类LogicalXXX，SqlToRelConverter将SqlNode转换出来的RelNode树中，每个节点都是这些LogicalXXX子类组成的。它们并不能生成可执行的执行计划，只是用于表示SQL对应的关系表达式结构。

Calcite的优化器规则可以将一个关系表达式转换成等价的关系表达式，而这些优化器规则的基类都是RelOptRule。如下图的EnumerableSortRule可以将LogicalSort逻辑算子转换成Calcite内建的可执行的算子EnumerableSort。

package org.apache.calcite.adapter.enumerable;

class EnumerableSortRule extends ConverterRule {
  EnumerableSortRule() {
    super(Sort.class, Convention.NONE, EnumerableConvention.INSTANCE,
        "EnumerableSortRule");
  }

  public RelNode convert(RelNode rel) {
    final Sort sort = (Sort) rel;
    if (sort.offset != null || sort.fetch != null) {
      return null;
    }
    final RelNode input = sort.getInput();
    return EnumerableSort.create(
        convert(
            input,
            input.getTraitSet().replace(EnumerableConvention.INSTANCE)),
        sort.getCollation(),
        null,
        null);
  }
}