Postgresql源码（142）子查询提升pull_up_sublinks
1 案例
drop table t_fun01;
create table t_fun01 (image_id numeric primary key, content_id varchar(50), file_code varchar(20));
create index idx3 on t_fun01(content_id);
create index idx4 on t_fun01(file_code);
insert into t_fun01 select t.i, t.i%10, t.i%100 from generate_series(1,1000000) t(i);
analyze t_fun01;
explain analyze update t_fun01 t set content_id = 'null' where t.image_id in (select max(image_id) from t_fun01 where file_code = '1');
从计划上看，nestloop挂子查询Index Scan Backward确实是能想到的最优的计划：
postgres=# explain analyze update t_fun01 t set content_id = 'null' where t.image_id in (select max(image_id) from t_fun01 where file_code = '1');
QUERY PLAN
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Update on t_fun01 t (cost=4.69..12.73 rows=0 width=0) (actual time=0.257..0.259 rows=0 loops=1)
-> Nested Loop (cost=4.69..12.73 rows=1 width=180) (actual time=0.135..0.138 rows=1 loops=1)
-> Subquery Scan on "ANY_subquery" (cost=4.27..4.29 rows=1 width=88) (actual time=0.117..0.119 rows=1 loops=1)
-> Result (cost=4.27..4.28 rows=1 width=32) (actual time=0.112..0.113 rows=1 loops=1)
InitPlan 1 (returns $0)
-> Limit (cost=0.42..4.27 rows=1 width=6) (actual time=0.107..0.108 rows=1 loops=1)
-> Index Scan Backward using t_fun01_pkey on t_fun01 (cost=0.42..36389.43 rows=9467 width=6) (actual time=0.106..0.106 rows=1 loops=1)
Index Cond: (image_id IS NOT NULL)
Filter: ((file_code)::text = '1'::text)
Rows Removed by Filter: 99
-> Index Scan using t_fun01_pkey on t_fun01 t (cost=0.42..8.44 rows=1 width=12) (actual time=0.014..0.014 rows=1 loops=1)
Index Cond: (image_id = "ANY_subquery".max)
Planning Time: 0.532 ms
Execution Time: 0.345 ms
(14 rows
优化器是如何上拉子查询的呢？
2 上拉子查询流程分析
2.1 pull_up_sublinks
pull_up_sublinks是优化器中用于子链接（SubLink）上拉优化的核心函数。- 通过递归处理查询树中的子链接（如
ANY、EXISTS），将其转换为**半连接（Semi Join）或反半连接（Anti Join）**结构，从而提升查询性能。
在当前案例中，pull_up_sublinks函数拿到的Query树如下：
pull_up_sublinks递归入口：
- 调用
pull_up_sublinks_jointree_recurse遍历jointree，处理RangeTblRef（单表）、FromExpr（FROM列表）和JoinExpr（JOIN操作）中的子链接。 - 调用
pull_up_sublinks_qual_recurse处理条件表达式中的子链接，如WHERE col = ANY (SELECT ...)。
子链接转换逻辑：
- ANY 子链接：通过
convert_ANY_sublink_to_join转换为 Semi Join，生成新的连接条件（如col = t2.key） - EXISTS 子链接：通过
convert_EXISTS_sublink_to_join转换为 Anti Join，优化为外连接形式
2.2 convert_ANY_sublink_to_join
(gdb) bt
#0 convert_ANY_sublink_to_join (root=0x2b64f60, sublink=0x2a6f848, available_rels=0x2b653c0) at subselect.c:1272
#1 0x00000000008a1606 in pull_up_sublinks_qual_recurse (root=0x2b64f60, node=0x2a6f848, jtlink1=0x7ffd2e7e8318, available_rels1=0x2b653c0, jtlink2=0x0, available_rels2=0x0)
at prepjointree.c:508
#2 0x00000000008a12e1 in pull_up_sublinks_jointree_recurse (root=0x2b64f60, jtnode=0x2b64cb0, relids=0x7ffd2e7e8380) at prepjointree.c:379
#3 0x00000000008a10e4 in pull_up_sublinks (root=0x2b64f60) at prepjointree.c:315
#4 0x0000000000886ad1 in subquery_planner (glob=0x2a6f968, parse=0x2a6fa78, parent_root=0x0, hasRecursion=false, tuple_fraction=0) at planner.c:689
#5 0x0000000000885e98 in standard_planner (parse=0x2a6fa78,
query_string=0x2a6e538 "update t_fun01 t set content_id = 'null' where t.image_id in (select max(image_id) from t_fun01 where file_code = '1');", cursorOptions=2048,
boundParams=0x0) at planner.c:413
进入convert_ANY_sublink_to_join时available_rels=[1,0]指向t_image，拿到的sublink：
convert_ANY_sublink_to_join
- 输入：调用者已在查询的某个条件子句（qual clause）顶层发现了一个 ANY 子链接，但尚未进一步检查该子链接的属性。
- 功能：判断是否适合以连接方式处理此子链接。若适合，构造并返回一个 JoinExpr 结构；否则返回 NULL（表示无法转换）。
- 关键限制参数：available_rels
- 含义：允许在子链接表达式中安全引用的父查询关系集合（即表或视图的标识集合）。
- 作用：避免当子链接出现在外连接（Outer Join）的 ON 条件中时，因引用非法关系而改变查询语义。
- 强制要求：若转换后的条件引用了 available_rels 之外的父查询关系，则转换必须失败。
JoinExpr *
convert_ANY_sublink_to_join(PlannerInfo *root, SubLink *sublink,
Relids available_rels)
第一步判断：pull_varnos拿到 子查询里面 引用了那些level=0的基表，这里upper_varnos只有一个元素1。因为只用了一个RTE：t_fun01
upper_varnos = pull_varnos(root, sublink->testexpr);
if (bms_is_empty(upper_varnos))
return NULL;
第二步判断：不能引用available_rels之外的表。
if (!bms_is_subset(upper_varnos, available_rels))
return NULL;
第三步判断：不能带v类型的函数。
if (contain_volatile_functions(sublink->testexpr))
return NULL;
到这里就说明可以转，开始拼join，增加一个RTE叫做ANY_subquery，所以可以在计划里面看到这个名字。
pstate = make_parsestate(NULL);
nsitem = addRangeTableEntryForSubquery(pstate,
subselect,
makeAlias("ANY_subquery", NIL),
false,
false);
rte = nsitem->p_rte;
parse->rtable = lappend(parse->rtable, rte);
rtindex = list_length(parse->rtable);
rtr = makeNode(RangeTblRef);
rtr->rtindex = rtindex;
subquery_vars = generate_subquery_vars(root,
subselect->targetList,
rtindex);
quals = convert_testexpr(root, sublink->testexpr, subquery_vars);
result = makeNode(JoinExpr);
result->jointype = JOIN_SEMI;
result->isNatural = false;
result->larg = NULL; /* caller must fill this in */
result->rarg = (Node *) rtr;
result->usingClause = NIL;
result->join_using_alias = NULL;
result->quals = quals;
result->alias = NULL;
result->rtindex = 0;
return result;
3 pull_varnos
功能
- 工具函数，其核心作用是 从语法树中提取所有引用“零层级”基表RTE的变量编号varnos集合。
- varno：变量编号，唯一标识查询中引用的基表（如 FROM 后的表、子查询、连接结果等）。
- 零层级（level-zero）：指当前查询层级的基表（不包含嵌套子查询中的表）。
- nullingrels：外连接中可能导致列值为 NULL 的基表集合（如 LEFT JOIN 的右表）。
工作方式：
- query_or_expression_tree_walker递归遍历语法树，调用 pull_varnos_walker 处理每个节点
- Var 节点：提取其 varno 和 varnullingrels（外连接空值关系）。
- PlaceHolderVar 节点：若 root 非空，提取其 phnullingrels。
- SubLink 节点：递归处理子链接内的表达式，捕捉上层的 varno 引用。
- SubPlan 节点：仅处理传递给子计划的参数（子计划内部已独立优化）。
层级控制
- sublevels_up 计数器：跟踪嵌套子查询的层级。
- 当进入子查询时，计数器递增，仅收集当前层级（零层级）的 varno。
- 嵌套子查询中的 varno 会被忽略（因其属于深层级）。
Relids
pull_varnos(PlannerInfo *root, Node *node)
{
pull_varnos_context context;
context.varnos = NULL;
context.root = root;
context.sublevels_up = 0;
/*
* Must be prepared to start with a Query or a bare expression tree; if
* it's a Query, we don't want to increment sublevels_up.
*/
query_or_expression_tree_walker(node,
pull_varnos_walker,
(void *) &context,
0);
return context.varnos;
}