这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第15天。青训营的第十六次课程中对关系型数据库的相关知识进行了讲解，下面是我对本次课程内容的一些总结。
SQL查询的解析、优化与执行
查询解析
关系型数据库的解析器一般由词法分析、语法分析和语义分析等步骤组装成，其将SQL查询转化为对应的语法树，以便执行器执行。
查询优化
查询优化依赖于一个基本概念，即关系代数的属性在等价表达式间被保留。其有逻辑优化和基于成本两种执行方式。
逻辑优化其中的一个例子是“逻辑下推”，即将一个谓词应用在序列的不同位置，以避免不必要的工作:
此外，还有一些逻辑优化的方法：
- 分解复杂的谓词，合并等效的谓词，并将其压低；
- 使得投影操作尽可能早的执行，投影去除所要求属性外的所有属性；
- 改变连接操作的顺序，删除不必要的连接；
对于基于成本的优化方式而言，其通常基于统计表（记录不同操作的性能消耗）和启发式搜索的方法，寻找代价最小的查询方式（连接顺序、嵌套链接or哈希连接等）。
查询执行
查询执行即对语法树进行执行，并返回具体的查询结果。其由迭代器模型和向量模型两种形式。
迭代器模型自底向上的传递数据，每个语法树单元承接子节点的数据，并在处理后发送至父节点。其中，每个节点都拥有Next方法，其获得子节点的一条数据。
对于OLTP工作负载（每次查询的数据量小），还可以使得每个操作符一次性的处理并发送输出，以节约处理开销。
向量模型每次Next操作返回一批数据，具体批次的记录数由硬件的具体参数所决定。
数据存储
磁盘存储
在DBMS中，通过“页面”即一个或多个固定大小的数据块来组织数据库。每个页面具有唯一的标识符，其通常由文件名和偏移量所组成。
有几种方法用于组织页面，其中堆文件组织是其中一种，其是页面的无序集合，其中元组以随机顺序进行存储。
在页面中，存储一系列的元数据和具体的元组，其中元组在页面中的存储方式有两种：
- 插槽法：页面中存储Header追踪元组槽的数量，其记录了槽的数量、起始位置偏移量、以及每个元组起始位置的槽数组。当添加一个数组时，插槽数组从顶到下增长，元组数据从底到上增长。
- 日志结构法：记录以日志的形式存放在页面，要读取记录，DBMS向后扫描日志并构建元组，可以对日志进行定期压缩。LSM-Tree形式的数据库即为这种形式，leveldb是其代表。
内存存储
为了加速页面的访问，数据库一般在内存处构建页面的缓存池，当读取页面时，优先从缓存中查找页面；当写入页面时，直接将数据写入内存。
页面缓存池一般由一定的大小构成，其以LRU形式组织和淘汰页面，并且定期将数据持久化到硬盘。
