【PostgreSQL17新特性之-冗余IS [NOT] NULL限定符的处理优化】

在执行一个带有IS NOT NULL或者NOT NULL的SQL的时候，通常会对表的每一行，都会进行检查以确保列为空/不为空，这是符合常理的。
但是如果本身这个列上有非空（NOT NULL）约束，再次检查就会浪费资源。甚至有时候走索引，但是还需要回表扫描整个表去确认是否满足NULL的条件，这个时候明显是不太合理的。

在PostgreSQL16版本及以前,就算原本的列上有非空索引，查询条件带有NULL和NOT NULL，也感知不到，依然会去扫描表去评估，增加额外的计划和执行的开销。

postgres<16.1>(ConnAs[postgres]:PID[4639] 2024-05-29/12:02:51)=# create table t1 as select * from pg_class;
SELECT 494
postgres<16.1>(ConnAs[postgres]:PID[4639] 2024-05-29/12:02:55)=#  alter table t1 alter COLUMN oid set not null;
ALTER TABLE
postgres<16.1>(ConnAs[postgres]:PID[4639] 2024-05-29/12:09:59)=# \d t1Table "public.t1"
+---------------------+--------------+-----------+----------+---------+
|       Column        |     Type     | Collation | Nullable | Default |
+---------------------+--------------+-----------+----------+---------+
| oid                 | oid          |           | not null |         |
| relname             | name         |           |          |         |
| relnamespace        | oid          |           |          |         |
| reltype             | oid          |           |          |         |
| reloftype           | oid          |           |          |         |
| relowner            | oid          |           |          |         |
| relam               | oid          |           |          |         |
| relfilenode         | oid          |           |          |         |
| reltablespace       | oid          |           |          |         |
... ...postgres<16.1>(ConnAs[postgres]:PID[4639] 2024-05-29/12:10:05)=#  explain (costs off) select * from t1 where oid IS NULL;
+-------------------------+
|       QUERY PLAN        |
+-------------------------+
| Seq Scan on t1          |
|   Filter: (oid IS NULL) |
+-------------------------+
(2 rows)postgres<16.1>(ConnAs[postgres]:PID[4639] 2024-05-29/12:11:03)=#  explain (costs off) select * from t1 where oid IS NOT NULL;
+-----------------------------+
|         QUERY PLAN          |
+-----------------------------+
| Seq Scan on t1              |
|   Filter: (oid IS NOT NULL) |
+-----------------------------+
(2 rows)

David Rowley的相关邮件里也强调了：当我们优化Min/Max聚合时，规划器添加的IS NOT NULL qual会使重写的计划忽略NULL，这可能会导致索引选择不佳的问题。特别是那些没有统计数据，让规划器估算的近似选择性的条件，可能会导致较差的索引选择，例如LIMIT 1更倾向于廉价的启动路径。

PostgreSQL: Removing const-false IS NULL quals and redundant IS NOT NULL quals

在 PostgreSQL17-beta1 中，为了改进IS [NOT] NULL涉及条件时的规划，NOT NULL首先对列进行条件检查。让planner（规划器）检查NOT NULL列，并让planner（规划器）为所有查询删除这些qual（当不需要它们时），而不仅仅是在优化最小/最大聚合时。 并且还检测NOT NULL列上的IS NULL qual，这也有助于自联接删除工作，因为它必须将严格的联接限定符替换为IS NOT NULL限定符，以确保与原始查询等效。

改进后的 PostgreSQL17-beta1 的现象如下所示：

postgres<17beta1>(ConnAs[postgres]:PID[21590] 2024-05-28/15:29:09)=# create table t1 as select * from pg_class;
SELECT 415
postgres<17beta1>(ConnAs[postgres]:PID[21590] 2024-05-28/15:29:26)=# alter table t1 alter COLUMN oid set not null;
ALTER TABLE
postgres<17beta1>(ConnAs[postgres]:PID[21590] 2024-05-28/15:29:20)=# \d t1Table "public.t1"
+---------------------+--------------+-----------+----------+---------+
|       Column        |     Type     | Collation | Nullable | Default |
+---------------------+--------------+-----------+----------+---------+
| oid                 | oid          |           | not null |         |
| relname             | name         |           |          |         |
| relnamespace        | oid          |           |          |         |
| reltype             | oid          |           |          |         |
| reloftype           | oid          |           |          |         |
| relowner            | oid          |           |          |         |
| relam               | oid          |           |          |         |
| relfilenode         | oid          |           |          |         |
| reltablespace       | oid          |           |          |         |
| relpages            | integer      |           |          |         |
| reltuples           | real         |           |          |         |
| relallvisible       | integer      |           |          |         |
... ...postgres<17beta1>(ConnAs[postgres]:PID[21590] 2024-05-28/15:29:39)=# explain (costs off) select * from t1 where oid IS NULL;
+--------------------------+
|        QUERY PLAN        |
+--------------------------+
| Result                   |
|   One-Time Filter: false |
+--------------------------+
(2 rows)postgres<17beta1>(ConnAs[postgres]:PID[21590] 2024-05-28/15:29:46)=# explain (costs off) select * from t1 where oid IS NOT NULL;
+----------------+
|   QUERY PLAN   |
+----------------+
| Seq Scan on t1 |
+----------------+
(1 row)

参考文档：
1.https://www.postgresql.org/message-id/flat/[e-mail]
2.https://git.postgresql.org/gitweb/?p=postgresql.git;a=commit;h=b262ad440edecda0b1aba81d967ab560a83acb8a