主键上的自连接

Question

考虑这个由N自连接组成的查询：

select
    t1.*
from [Table] as t1
join [Table] as t2 on
    t1.Id = t2.Id
-- ...
join [Table] as tN on
    t1.Id = tN.Id

它生成一个执行计划，其中包含 N 次聚集索引扫描和 N-1 次合并连接。

老实说，我看不出有任何理由不优化所有连接并仅执行一次聚集索引扫描，即将原始查询优化为：

select
    t1.*
from [Table] as t1

问题

• 为什么连接没有被优化掉？
• 说每个连接都不会改变结果集在数学上是不正确的吗？

---

测试：

• 源服务器版本：SQL Server 2014 (12.0.4213)
• 源数据库引擎版：Microsoft SQL Server 标准版
• 源数据库引擎类型：独立 SQL Server
• 兼容级别：SQL Server 2008 (100)

查询没有意义；它刚刚出现在我的脑海中，我现在对它很好奇。

这是表创建和 3 个查询的小提琴：使用inner join's、使用left join's 和混合。您也可以在那里查看执行计划。

似乎left join在结果执行计划中消除了inner joins而s 则没有。不过还是不明白为什么。

Answer 1

首先，让我们假设这(id)是表的主键。在这种情况下，是的，连接（可以证明）是多余的，可以消除。

现在这只是理论 - 或数学。为了让优化器进行实际的消除，必须将理论转换为代码并添加到优化器的优化/重写/消除套件中。为此，(DBMS) 开发人员必须认为它对效率有很大好处，并且这是一个足够常见的情况。

就个人而言，它听起来不像一个（足够常见）。查询 - 正如您所承认的 - 看起来很愚蠢，审阅者不应该让它通过审阅，除非它得到改进并删除了冗余连接。

也就是说，确实存在消除确实发生的类似查询。Rob Farley 有一篇非常好的相关博客文章：SQL Server 中的 JOIN 简化。

在我们的例子中，我们要做的就是将LEFT连接更改为连接。请参阅dbfiddle.uk。在这种情况下，优化器知道可以安全地删除连接而不会改变结果。（简化逻辑非常通用，不是自连接的特殊情况。）

当然，在原始查询中，删除INNER连接也不可能改变结果。但是在主键上自连接根本不常见，因此优化器没有实现这种情况。然而，连接（或左连接）是常见的，其中连接的列是其中一个表的主键（并且通常有外键约束）。这导致了消除连接的第二个选项：添加（自引用！）外键约束：

ALTER TABLE "Table"
    ADD FOREIGN KEY (id) REFERENCES "Table" (id) ;

瞧，连接被消除了！（在同一个小提琴中测试）：这里

create table docs
(id int identity primary key,
 doc varchar(64)
) ;
GO

?

insert
into docs (doc)
values ('Enter one batch per field, don''t use ''GO''')
     , ('Fields grow as you type')
     , ('Use the [+] buttons to add more')
     , ('See examples below for advanced usage')
  ;
GO

4 行受影响

--------------------------------------------------------------------------------
-- Or use XML to see the visual representation, thanks to Justin Pealing and
-- his library: https://github.com/JustinPealing/html-query-plan
--------------------------------------------------------------------------------
set statistics xml on;
select d1.* from docs d1 
    join docs d2 on d2.id=d1.id
    join docs d3 on d3.id=d1.id
    join docs d4 on d4.id=d1.id;
set statistics xml off;
GO

身份证 | 文档                                      
-: | :----------------------------------------
 1 | 每个字段输入一批，不要使用“GO”
 2 | 字段随着您键入而增长                  
 3 | 使用 [+] 按钮添加更多          
 4 | 有关高级用法，请参见下面的示例    

--------------------------------------------------------------------------------
-- Or use XML to see the visual representation, thanks to Justin Pealing and
-- his library: https://github.com/JustinPealing/html-query-plan
--------------------------------------------------------------------------------
set statistics xml on;
select d1.* from docs d1 
    left join docs d2 on d2.id=d1.id
    left join docs d3 on d3.id=d1.id
    left join docs d4 on d4.id=d1.id;
set statistics xml off;
GO

身份证 | 文档                                      
-: | :----------------------------------------
 1 | 每个字段输入一批，不要使用“GO”
 2 | 字段随着您键入而增长                  
 3 | 使用 [+] 按钮添加更多          
 4 | 有关高级用法，请参见下面的示例    

alter table docs
  add foreign key (id) references docs (id) ;
GO

?

--------------------------------------------------------------------------------
-- Or use XML to see the visual representation, thanks to Justin Pealing and
-- his library: https://github.com/JustinPealing/html-query-plan
--------------------------------------------------------------------------------
set statistics xml on;
select d1.* from docs d1 
    join docs d2 on d2.id=d1.id
    join docs d3 on d3.id=d1.id
    join docs d4 on d4.id=d1.id;
set statistics xml off;
GO

身份证 | 文档                                      
-: | :----------------------------------------
 1 | 每个字段输入一批，不要使用“GO”
 2 | 字段随着您键入而增长                  
 3 | 使用 [+] 按钮添加更多          
 4 | 有关高级用法，请参见下面的示例